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概述
简单来说，HTTP 协议升级（HTTP Upgrade） 是一种机制，让客户端和服务器从普通的 HTTP 连接“切换”到另一个协议连接，比如 WebSocket。
详细解释：
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HTTP 是请求-响应协议：客户端发请求，服务器回应，连接短暂。
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有些应用需要持续双向通信，比如 WebSocket，这时候用 HTTP 的升级机制“切换”协议，连接保持，双方都可以主动发消息。
说明
HTTP 协议升级的工作原理
客户端发送 HTTP 请求时，带上 Upgrade 头，表明想把当前的 HTTP 连接升级为别的协议。
服务器收到请求后，检查是否支持升级协议。
如果支持，服务器返回 101 Switching Protocols 状态码，表示同意升级。
连接协议正式切换，后续通信不再是 HTTP，而是升级后的协议（比如 WebSocket）。
WebSocket 协议升级示例
客户端请求头示例：
http
GET /chat HTTP/1.1
Host: example.com
Upgrade: websocket <-- 请求升级为 websocket 协议
Connection: Upgrade <-- 表示升级连接
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== <-- 用于握手校验的随机值
Sec-WebSocket-Version: 13 <-- WebSocket协议版本
服务器响应头示例：
http
HTTP/1.1 101 Switching Protocols <-- 101状态码，表示切换协议
Upgrade: websocket <-- 确认升级为 websocket
Connection: Upgrade <-- 确认升级连接
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= <-- 根据客户端Key计算的响应值重点：
HTTP/1.1 101 Switching Protocols <-- 101状态码，表示切换协议
Upgrade: websocket <-- 确认升级为 websocket
Connection: Upgrade <-- 确认升级连接
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= <-- 根据客户端Key计算的响应值
总结
为什么需要升级？
HTTP 是短连接，适合请求响应场景；WebSocket 是长连接，支持实时双向通信。升级机制让它们能平滑过渡，不需要新开连接。
什么时候需要短连接什么时候需要长连接
| 项目 | 🔁 短连接（Short Connection） | 🔄 长连接（Long Connection） |
|---|---|---|
| 连接方式 | 每次通信建立一次连接，完成后立即断开 | 建立一次连接，长期保持 |
| 协议常用类型 | HTTP/1.0、HTTP/1.1（非 keep-alive） | WebSocket、MQTT、TCP Socket |
| 是否保持连接 | ❌ 否 | ✅ 是 |
| 通信方向 | 单向，请求-响应 | 双向，任意一方可主动发送 |
| 实时性 | 一般，依赖每次连接 | 高，连接建立后可实时通信 |
| 适合频率 | 低频，偶尔请求 | 高频，频繁数据交换 |
| 连接开销 | 每次连接都要建立/关闭，三次握手开销大 | 一次性建立，后续通信无握手开销 |
| 服务端资源消耗 | 资源少，每次请求独立处理 | 资源多，连接需维护（如内存、线程、文件句柄） |
| 连接管理难度 | 简单，连接即用，断开即释放 | 复杂，需要心跳、断线重连等机制 |
| 安全性 | 安全性高，连接短，攻击窗口小 | 攻击窗口长，需额外做连接限制 |
| 典型应用场景 | 网页加载、API 请求、上传下载、上报数据 | 聊天、音视频、实时游戏、物联网、股票推送 |
我最近开发的项目都是智能音箱类，需要频繁请求服务器资源，进行连续对话和问答，这种就需要长连接去减小开销。这里我做详细的原理描述，方便理解代码逻辑，实际开发过程中这种应该有芯片厂商去提供完整的底层实现库