如何在Node.js的HTTP路由与WebSocket服务器间实现内部消息通信？

我有一个单片机（microcontroller）会向Node.js HTTP服务器发送数据，希望当该单片机触发HTTP请求时，通过WebSocket连接向Web客户端发送消息。

我的路由代码如下：

const express = require("express");
const router = express.Router();

router.route("/sendData").post(async (req, res) => {
   // 一些验证逻辑

   // 在这里我想发起一个消息，通过WebSocket发送给Web客户端

   return res.status(200).json({ message: "sent data to server"});
});

module.exports = router;

我的WebSocket服务器示例代码如下：

import { WebSocketServer } from 'ws';

const wss = new WebSocketServer({ port: 8080 });

wss.on('connection', function connection(ws) {
  // 我想在单片机触发HTTP请求时，向客户端发送消息
  ws.send('data received');
});

我是Node.js进程处理的新手，请问如何实现HTTP路由与WebSocket服务器之间的通信？是否需要使用node-ipc这类工具？

不需要使用node-ipc这类跨进程通信工具，因为你的HTTP服务器和WebSocket服务器都运行在同一个Node.js进程里，直接共享变量就能实现通信。下面是具体实现步骤：

1. 共享WebSocket服务器实例 #

把WebSocket服务器（wss）的实例暴露出来，让Express路由能够访问到它。如果是拆分文件的结构，通过模块导出共享；如果是同一个文件，直接使用即可。

2. 在HTTP路由中遍历WebSocket连接发送消息 #

WebSocket服务器的wss.clients属性包含了所有当前活跃的客户端连接，你可以遍历这个集合，给每个客户端发送消息。注意要判断连接状态是否为打开（ws.readyState === ws.OPEN），避免向已关闭的连接发送消息。

3. 完整示例代码 #

方式一：整合到同一个文件 #

const express = require("express");
const { WebSocketServer } = require('ws');
const app = express();
const router = express.Router();

// 初始化WebSocket服务器
const wss = new WebSocketServer({ port: 8080 });

// 处理WebSocket连接
wss.on('connection', (ws) => {
  console.log('客户端已连接');
  ws.on('close', () => {
    console.log('客户端已断开');
  });
});

// HTTP路由
router.route("/sendData").post(async (req, res) => {
  // 执行你的验证逻辑
  const dataFromMCU = req.body; // 假设单片机发送的数据在请求体里

  // 遍历所有WebSocket客户端，发送消息
  wss.clients.forEach((client) => {
    if (client.readyState === client.OPEN) {
      client.send(JSON.stringify({
        type: 'MCU_DATA',
        data: dataFromMCU,
        timestamp: Date.now()
      }));
    }
  });

  return res.status(200).json({ message: "数据已接收，并已推送给WebSocket客户端" });
});

// 挂载路由
app.use(express.json()); // 解析JSON请求体
app.use('/api', router);

// 启动HTTP服务器
app.listen(3000, () => {
  console.log('HTTP服务器运行在3000端口');
});

方式二：拆分到不同文件（模块化） #

websocket.js

const { WebSocketServer } = require('ws');

const wss = new WebSocketServer({ port: 8080 });

wss.on('connection', (ws) => {
  console.log('客户端已连接');
  ws.on('close', () => {
    console.log('客户端已断开');
  });
});

// 导出WebSocket服务器实例
module.exports = wss;

routes/sendData.js

const express = require("express");
const router = express.Router();
const wss = require('../websocket'); // 导入WebSocket服务器实例

router.route("/sendData").post(async (req, res) => {
  // 验证逻辑
  const dataFromMCU = req.body;

  // 发送消息给所有WebSocket客户端
  wss.clients.forEach((client) => {
    if (client.readyState === client.OPEN) {
      client.send(JSON.stringify({
        source: 'MCU',
        data: dataFromMCU
      }));
    }
  });

  return res.status(200).json({ message: "数据已处理并推送" });
});

module.exports = router;

app.js

const express = require("express");
const app = express();
const sendDataRouter = require('./routes/sendData');

app.use(express.json());
app.use('/api', sendDataRouter);

app.listen(3000, () => {
  console.log('HTTP服务器运行在3000端口');
});

额外提示 #

• 如果需要向特定客户端发送消息（而非所有客户端），可以在客户端连接时记录客户端的标识（比如通过客户端发送的ID），存储在一个Map里，之后根据标识找到对应的连接发送消息。
• 要处理WebSocket连接的错误和关闭事件，避免内存泄漏。
• 如果你的HTTP服务器和WebSocket服务器想使用同一个端口，可以利用Express的HTTP服务器实例来挂载WebSocket服务器，这样客户端只需要连接一个端口即可：

  const httpServer = app.listen(3000);
  const wss = new WebSocketServer({ server: httpServer });
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ferris Mertn