基於 WebSocket 的實時後端系統設計

用於建立可擴展的實時雙向遊戲和聊天後端的高級 WebSocket 內部機制

從這 11.5 小時的課程，你會學到

實時後端擴展系統設計
WebSocket 內部機制
WebSocket 的工作原理
基於安全 TLS 的 WebSocket
使用第 4 層代理程式擴充 WebSocket
使用第 7 層代理程式擴充 WebSocket
基於 HTTP/2 和 HTTP/3 的 WebSocket
建立實時群聊應用（IO 密集型）
建構實時遊戲應用（CPU 密集型）

要求

後端工程基礎

課程說明

建立高效且可擴展的後端是一項令人愉悅的設計活動。理解前端工作流程、設計 API、為任務選擇合適的協定和資料庫，以及確定通訊模式（無論是 CPU 密集型還是 I/O 密集型工作負載），這些都是樂趣所在。

然而，真正更具挑戰性的是設計支援不受限制的雙向實時通訊的實時後端應用程式。遊戲、聊天，甚至是關鍵任務型實時應用程式的工作負載都具有獨特性，因為它們需要「推送」特性才能有效運作。

我花了幾個月的時間設計這門課程，並選擇了 WebSocket 協議作為基礎。 WebSocket 是迄今為止應用最廣泛的雙向協議，幾乎所有客戶端都支援它——從瀏覽器和命令列應用程式到 Node 和 Bun 等運行時環境，甚至包括 C 和 Go 等其他語言。

雖然還有更新的 WebTransport 協議，但目前它尚未像 WebSocket 那樣得到廣泛支援和實戰檢驗。或許幾年後，等 WebTransport 技術成熟後，我會重新寫這門課。

本課程分為三個主要部分：

1. WebSocket 內部原理 – 深入剖析協議的內部運作機制：握手、保活機制、幀頭以及它在 TLS 環境下的行為。我們也將討論其限制——因為我相信了解限制有助於我們建立更優秀的應用程式。每節課都包含程式練習和課後測驗。

2. 擴展的 WebSockets – 充分發揮您的 WebSocket 知識：如何將此協定擴展到 HTTP/1.1、HTTP/2 和 HTTP/3。我們將介紹在流模式（第 4 層）和應用模式（第 7 層）下使用代理的實作方法，並分析它們的優缺點。每節課都包含程式練習和課後測驗。

3. 建立實時系統設計 – 我將透過設計兩個系統來實踐所學：一個是I/O密集型聊天系統，另一個是CPU密集型遊戲。我會為每個系統提出多個設計方案，並選擇其中一個來實現。e to implement.

先修課程：後端工程基礎。

希望您學習愉快。

目標受眾

希望建構可擴展後端的中級後端工程師

講師簡介

Hussein Nasser 軟體工程師，作家 ( 更多講師的課程介紹 )

我叫 Hussein，是一名軟體工程師。我的軟體之旅始於 1998 年左右，當時我叔叔給了我一本名為 Learn Programming and Visual Basic 2.0 的書。那本書讓我意識到我喜歡建構軟體的工藝。使用所有可用的媒體，我會以公告板、部落格、書籍、課程、播客和視訊的形式談論軟體。

這些天我經營著一個 YouTube 頻道，在那裡我涵蓋軟體工程主題，重點是後端技術。我討論資料庫、代理、安全、網路、協議和程式設計。我還報導了軟體領域的近期新聞和時事。

我專攻地理資訊系統（簡稱 GIS）領域。自 2005 年以來，我通過設計和建構製圖應用程式來簡化他們的工作流程，幫助中東的許多組織實施 Esri GIS。我寫了五本關於 Esri 技術的書，自 2015 年以來我一直是那裡的首席工程師。

使用軟體解決有趣的問題是我真正喜歡的迷人事物之一。請隨時通過我的社交媒體渠道與我聯繫，提出問題或分享有趣的問題。我很想聽聽！