RTCDataChannel 简单示例

RTCDataChannel 接口是 WebRTC API 的一个功能，可以让你在两个对等点之间打开一个通道，你可以通过该通道发送和接收任意数据。API 有意地类似于 WebSocket API，因此可以为每个 API 使用相同的编程模型。

在本示例中，我们会在一个页面内建立一条 RTCDataChannel 连接。这个场景是为了演示如何连接两个 Peer，实际场景并不常见。在本示例中解释了协商和建立连接的过程，定位和连接另外一台主机的场景在另外的一个示例中。

HTML

首先让我们看看我们需要的 HTML 代码。其实很简单，我们先有两个按钮用来链接和断开连接。

html

<button id="connectButton" name="connectButton" class="buttonleft">
  Connect
</button>
<button
  id="disconnectButton"
  name="disconnectButton"
  class="buttonright"
  disabled>
  Disconnect
</button>

然后我们还有一个输入框，用来输入消息。一个按钮，来触发发送事件。这个 <div> 是给 channel 中第一个节点使用的。

html

<div class="messagebox">
  <label for="message"
    >Enter a message:
    <input
      type="text"
      name="message"
      id="message"
      placeholder="Message text"
      inputmode="latin"
      size="60"
      maxlength="120"
      disabled />
  </label>
  <button id="sendButton" name="sendButton" class="buttonright" disabled>
    Send
  </button>
</div>

最后，还有一个小 DIV 用来显示收到的内容。这个 <div> 是给 channel 中第二个 peer 使用的。

html

<div class="messagebox" id="receivebox">
  <p>Messages received:</p>
</div>

JavaScript 代码

你可以直接到 GitHub 上查看代码，下面我们也会一步一步的解释。

启动

当脚本开始运行时，我们设置 load 事件监听器，因此一旦页面完全加载，startup() 函数将被调用。

let connectButton = null;
let disconnectButton = null;
let sendButton = null;
let messageInputBox = null;
let receiveBox = null;

let localConnection = null; // RTCPeerConnection for our "local" connection
let remoteConnection = null; // RTCPeerConnection for the "remote"

let sendChannel = null; // RTCDataChannel for the local (sender)
let receiveChannel = null; // RTCDataChannel for the remote (receiver)

function startup() {
  connectButton = document.getElementById("connectButton");
  disconnectButton = document.getElementById("disconnectButton");
  sendButton = document.getElementById("sendButton");
  messageInputBox = document.getElementById("message");
  receiveBox = document.getElementById("receivebox");

  // Set event listeners for user interface widgets

  connectButton.addEventListener("click", connectPeers, false);
  disconnectButton.addEventListener("click", disconnectPeers, false);
  sendButton.addEventListener("click", sendMessage, false);
}

上述逻辑一目了然。我们拿到所有需要操作的页面元素引用，之后对三个按钮设置事件监听器。

建立连接

当用户点击“Connect”按钮，connectPeers() 方法被调用。下面将逐一分析该方法中的细节。

备注： 尽管参与连接的两端都在同一页面，我们将启动连接的一端称为“本地”端，另一端称为“远程”端。

建立本地节点

localConnection = new RTCPeerConnection();

sendChannel = localConnection.createDataChannel("sendChannel");
sendChannel.onopen = handleSendChannelStatusChange;
sendChannel.onclose = handleSendChannelStatusChange;

第一步是建立该连接的“本地”端，它是发起连接请求的一方。下一步是通过调用 RTCPeerConnection.createDataChannel() 来创建 RTCDataChannel 并设置事件侦听以监视该数据通道，从而获知该通道的打开或关闭（即获得该对等连接的通道打开或者关闭的时机）。

请务必记住该通道的每一端都拥有自己的 RTCDataChannel 对象。

建立远程节点

remoteConnection = new RTCPeerConnection();
remoteConnection.ondatachannel = receiveChannelCallback;

远程端的建立过程类似“本地”端，但它无需自己创建 RTCDataChannel ，因为我们将通过上面建立的渠道进行连接。我们创建对 datachannel 的事件处理回调；数据通道打开时该逻辑将被执行，该回调处理将接收到一个 RTCDataChannel 对象，此过程将在文章后面部分描述。

设立 ICE 候选人

下一步为每个连接建立 ICE 候选侦听处理，当连接的一方出现新的 ICE 候选时该侦听逻辑将被调用以告知连接的另一方此消息。

备注： 在现实场景，当参与连接的两节点运行于不同的上下文，建立连接的过程或稍微复杂些，每一次双方通过调用 RTCPeerConnection.addIceCandidate()，提出连接方式的建议（例如：UDP、中继 UDP、TCP 之类的），双方来回往复直到达成一致。本文既然不涉及现实网络环境，因此我们假定双方接受首次连接建议。

localConnection.onicecandidate = (e) =>
  !e.candidate ||
  remoteConnection.addIceCandidate(e.candidate).catch(handleAddCandidateError);

remoteConnection.onicecandidate = (e) =>
  !e.candidate ||
  localConnection.addIceCandidate(e.candidate).catch(handleAddCandidateError);

我们配置每个 RTCPeerConnection 对于事件 icecandidate 建立事件处理。

启动连接尝试

建立节点连接的最后一项是创建一个连接 offer。

localConnection
  .createOffer()
  .then((offer) => localConnection.setLocalDescription(offer))
  .then(() =>
    remoteConnection.setRemoteDescription(localConnection.localDescription),
  )
  .then(() => remoteConnection.createAnswer())
  .then((answer) => remoteConnection.setLocalDescription(answer))
  .then(() =>
    localConnection.setRemoteDescription(remoteConnection.localDescription),
  )
  .catch(handleCreateDescriptionError);

逐行解读上面的代码：

首先调用 RTCPeerConnection.createOffer() 方法创建 SDP（Session Description Protocol）字节块用于描述我们期待建立的连接。该方法可选地接受一个描述连接限制的对象，例如连接是否必须支持音频、视频或者两者都支持。在我们的简单示例中，没有引入该限制。
如果该 offer 成功建立，我们将上述字节块传递给 local 连接的 RTCPeerConnection.setLocalDescription() 方法。用于配置 local 端的连接。
下一步通过调用 remoteConnection.RTCPeerConnection.setRemoteDescription()，告知 remote 节点上述描述，将 local 节点连接到到远程。现在 remoteConnection 了解正在建立的连接。
该是 remote 节点回应的时刻了。remote 节点调用 createAnswer() 方法予以回应。该方法生成一个 SDP 二进制块，用于描述 remote 节点愿意并且有能力建立的连接。这样的连接配置是两端均可以支持可选项的结合。
应答建立之后，通过调用 RTCPeerConnection.setLocalDescription() 传入 remoteConnection。该调用完成了 remote 端连接的建立（对于对端的 remote 节点而言，是它的 local 端。这种叙述容易使人困惑，但是看多了你就习惯了）。
最终，通过调用 localConnection 的RTCPeerConnection.setRemoteDescription()方法，本地连接的远端描述被设置为指向 remote 节点。
catch() 调用一个用于处理任何异常的逻辑。

备注： 再次申明，上述处理过程并非针对现实世界的实现，在正常环境下，建立连接的两端的机器，运行两块不同的代码，用于交互和协商连接过程。

对成功的对等连接的处理

当 peer-to-peer 连接的任何一方成功连接，相应的 RTCPeerConnection 的 icecandidate 事件将被触发。在事件的处理中可以执行任何需要的操作，但在本例中，我们所需要做的只是更新用户界面。

function handleCreateDescriptionError(error) {
  console.log(`Unable to create an offer: ${error.toString()}`);
}

function handleLocalAddCandidateSuccess() {
  connectButton.disabled = true;
}

function handleRemoteAddCandidateSuccess() {
  disconnectButton.disabled = false;
}

function handleAddCandidateError() {
  console.log("Oh noes! addICECandidate failed!");
}

当本地对等点连接成功时，禁用“Connect”按钮，当远程对等点连接时许用“Disconnect”按钮。

数据通道的连接

RTCPeerConnection 一旦打开，事件 datachannel 被发送到远端以完成打开数据通道的处理，该事件触发 receiveChannelCallback() 方法，如下所示：

function receiveChannelCallback(event) {
  receiveChannel = event.channel;
  receiveChannel.onmessage = handleReceiveMessage;
  receiveChannel.onopen = handleReceiveChannelStatusChange;
  receiveChannel.onclose = handleReceiveChannelStatusChange;
}

事件 datachannel 在它的 channel 属性中包括了：对代表 remote 节点的 channel 的 RTCDataChannel 的指向，它保存了我们用以在该 channel 上对我们希望处理的事件建立的事件监听。一旦侦听建立，每当 remote 节点接收到数据 handleReceiveMessage() 方法将被调用，每当通道的连接状态发生改变 handleReceiveChannelStatusChange() 方法将被调用，因此通道完全打开或者关闭时我们都可以作出相应的相应。

对通道状态变化的处理

local 节点和 remote 节点采用同样的方法处理表示通道连接状态变更的事件。

当 local 节点遭遇 open 或者 close 事件，handleSendChannelStatusChange() 方法被调用：

function handleSendChannelStatusChange(event) {
  if (sendChannel) {
    const state = sendChannel.readyState;

    if (state === "open") {
      messageInputBox.disabled = false;
      messageInputBox.focus();
      sendButton.disabled = false;
      disconnectButton.disabled = false;
      connectButton.disabled = true;
    } else {
      messageInputBox.disabled = true;
      sendButton.disabled = true;
      connectButton.disabled = false;
      disconnectButton.disabled = true;
    }
  }
}

如果通道状态已经变更为“open”，意味着我们已经完成了在两对等节点之间建立连接。相应地用户界面根据状态更新，许用并将输入光标聚焦在文本输入框，以便用户可以立即输入要发送给对方的文本消息，同时界面许用“Send”和“Disconnect”按钮（因为它们已经准备好了），禁用“Connect”按钮（因为在已经建立连接的情况下用不着它）。

当连接状态变更为“closed”时，界面执行相反的操作：禁用文本输入框和“Send”按钮，许用“Connect”按钮（以便用户在需要时可以打开新的连接），禁用“Disconnect”按钮（因为没有连接时用不着它）。

另一方面，作为我们例子的 remote 节点，则无视这些状态改变事件，仅仅是在控制台输出它们：

function handleReceiveChannelStatusChange(event) {
  if (receiveChannel) {
    console.log(
      `Receive channel's status has changed to ${receiveChannel.readyState}`,
    );
  }
}

handleReceiveChannelStatusChange() 方法接收到发生的事件，事件类型为 RTCDataChannelEvent。

发送消息

当用户按下“Send”按钮，触发我们已建立的该按钮的 click 事件处理器，在处理逻辑中调用 sendMessage() 方法。该方法也足够简单：

function sendMessage() {
  const message = messageInputBox.value;
  sendChannel.send(message);

  messageInputBox.value = "";
  messageInputBox.focus();
}

首先，待发送的消息文本从文本输入框的 value 属性获得，之后该文本通过调用 sendChannel.send() 发送到远程对等点。都搞定了！余下的只是些用户体验糖——清空并聚焦文本输入框，以便用户可以立即开始下一条消息的输入。

接收消息

当远程通道发生“message”事件时，我们的 handleReceiveMessage() 方法被调用来处理事件。

function handleReceiveMessage(event) {
  var el = document.createElement("p");
  var txtNode = document.createTextNode(event.data);

  el.appendChild(txtNode);
  receiveBox.appendChild(el);
}

该方法只是简单地注入了一些 DOM，它创建了 <p> 元素，然后创建了 Text 用于显示从事件的 data 属性拿到的消息文本。该文本节点作为子节点附加到 receiveBox 块，显示在浏览器窗口内容区。

断开节点

当用户点击“Disconnect”按钮，根据之前我们设置的按钮事件处理逻辑，就会调用 disconnectPeers()。

function disconnectPeers() {
  // Close the RTCDataChannels if they're open.

  sendChannel.close();
  receiveChannel.close();

  // Close the RTCPeerConnections

  localConnection.close();
  remoteConnection.close();

  sendChannel = null;
  receiveChannel = null;
  localConnection = null;
  remoteConnection = null;

  // Update user interface elements

  connectButton.disabled = false;
  disconnectButton.disabled = true;
  sendButton.disabled = true;

  messageInputBox.value = "";
  messageInputBox.disabled = true;
}

该方法首先关闭每个节点的 RTCDataChannel，之后类似地关闭每个节点的 RTCPeerConnection。将所有对它们的指向置为 null 以避免意外的复用。之后更新界面状态以符合目前已经不存在连接的事实。

下一步

查看 GitHub 上提供的 webrtc-simple-datachannel 源代码。