模拟ChatGPT流式数据——SSE最佳实践

在使用 ChatGPT 时，发现输入 prompt 后，是使用流式的效果返回的数据，起初以为使用了 双工协议做的持久化连接，查看其网络请求，发现这个接口的通信方式并非传统的 http 接口或者 WebSockets，而是基于 EventStream 的事件流。

为什么要这样传输，从使用场景上来说，ChatGPT 是一个基于深度学习的大型语言模型，处理自然语言需要大量的计算资源和时间，响应速度肯定比普通的读数据库要慢

接口等待时间过长，显然不合适。对于这种对话场景，ChagtGPT 将先计算出的数据“推送”给用户，采用 SSE 技术边计算边返回，避免用户因为等待时间过长关闭页面。。

概述

Server-Sent Events服务器推送事件，简称 SSE，是一种服务端实时主动向浏览器推送消息的技术。

SSE 是 HTML5 中一个与通信相关的
API，主要由两部分组成：

·服务端与浏览器端的通信协议（HTTP协议）

·浏览器端可供 JavaScript 使用的EventSource对象。

从“服务端主动向浏览器实时推送消息”这一点来看，该 API 与 WebSockets API 有一些相似之处。但是，该 API 与 WebSockers API 的不同之处在于：

服务端实现

协议

本质是浏览器发起 http 请求，服务器在收到请求后，返回状态与数据，并附带以下

headers：

 Content-Type: text/event-stream 

 Cache-Control: no-cache 

 Connection: keep-alive

·SSE API规定推送事件流的 MIME 类型为text/event-stream。

·必须指定浏览器不缓存服务端发送的数据，以确保浏览器可以实时显示服务端发送的数据。

·SSE 是一个一直保持开启的 TCP 连接，所以 Connection 为 keep-alive。

消息格式
​

·EventStream（事件流）为UTF-8格式编码的文本或使用 Base64 编码和 gzip 压缩的二进制消息。

·​每条消息由一行或多行字段（event、id、retry、data）组成，每个字段组成形式为：字段名:字段值。字段以行为单位，每行一个（即以\n结尾）。

·以冒号开头的行为注释行，会被浏览器忽略。​

·每次推送，可由多个消息组成，每个消息之间以空行分隔（即最后一个字段以\n\n结尾）

tips：

·如果一行字段中不包含冒号，则整行文本将被视为字段名，字段值为空。

·注释行可以用来防止链接超时，服务端可以定期向浏览器发送一条消息注释行，以保持连接不断。

event

​ 事件类型。如果指定了该字段，则在浏览器收到该条消息时，会在当前EventSource对象（见 4）上触发一个事件，事件类型就是该字段的字段值。可以使用addEventListener方法在当前EventSource对象上监听任意类型的命名事件。
​ 如果该条消息没有event字段，则会触发EventSource对象onmessage属性上的事件处理函数。

id

​ 事件ID。事件的唯一标识符，浏览器会跟踪事件ID，如果发生断连，浏览器会把收到的最后一个事件ID放到 HTTP Header Last-Event-Id中进行重连，作为一种简单的同步机制。
​ 例如可以在服务端将每次发送的事件ID值自动加 1，当浏览器接收到该事件ID后，下次与服务端建立连接后再请求的 Header 中将同时提交该事件ID，服务端检查该事件ID是否为上次发送的事件ID，如果与上次发送的事件ID不一致则说明浏览器存在与服务器连接失败的情况，本次需要同时发送前几次浏览器未接收到的数据。

retry

​ 重连时间。整数值，单位 ms，如果与服务器的连接丢失，浏览器将等待指定时间，然后尝试重新连接。如果该字段不是整数值，会被忽略。
​ 当服务端没有指定浏览器的重连时间时，由浏览器自行决定每隔多久与服务端建立一次连接（一般为 30s）。

data

​ 消息数据。数据内容只能以一个字符串的文本形式进行发送，如果需要发送一个对象时，需要将该对象以一个 JSON 格式的字符串的形式进行发送。在浏览器接收到该字符串后，再把它还原为一个
JSON 对象。

浏览器 API

​ 在浏览器端，可以使用 JavaScript 的 EventSource API 创建EventSource对象监听服务器发送的事件。一旦建立连接，服务器就可以使用 HTTP 响应的 'text/event-stream' 内容类型发送事件消息，浏览器则可以通过监听
EventSource 对象的onmessage、onopen和onerror事件来处理这些消息。

建立连接

​ EventSource 接受两个参数：URL 和 options。
​ URL 为 http 事件来源，一旦 EventSource 对象被创建后，浏览器立即开始对该 URL 地址发送过来的事件进行监听。
​ options 是一个可选的对象，包含
withCredentials 属性，表示是否发送凭证（cookie、HTTP认证信息等）到服务端，默认为 false。

 const eventSource = new EventSource('http_api_url', { withCredentials: true })

​ 与 XMLHttpRequest 对象类型，EventSource 对象有一个 readyState 属性值，具体含义如下表：

​ 可以使用 EventSource 对象的close方法关闭与服务端之间的连接，使浏览器不再建立与服务端之间的连接。

// 关闭连接

eventSource.close()

监听事件

​ EventSource 对象本身继承自 EventTarget 接口，因此可以使用 addEventListener() 方法来监听事件。EventSource 对象触发的事件主要包括以下三种：

·open 事件：当成功连接到服务端时触发。

·message 事件：当接收到服务器发送的消息时触发。该事件对象的 data 属性包含了服务器发送的消息内容。

·error 事件：当发生错误时触发。该事件对象的 event 属性包含了错误信息。

tips：

EventSource对象的属性监听只能监听预定义的事件类型（open、message、error）。不能用于监听自定义事件类型。如果要实现自定义事件类型的监听，可以使用addEventListener()方法。

实践

服务端

使用 Node.js 实现 SSE 的简单示例：（知乎的markdown真难用~）

const http = require('http') const fs = require('fs')  http.createServer((req, res) => {  

   const url = req.url  

   if (url === '/' || url === 'index.html') { 

   // 如果请求根路径，返回 index.html 文件            fs.readFile('index.html', (err, data) => {  

              if (err) {        

                    res.writeHead(500)        

                    res.end('Error loading')      

              } else {         

                    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'})        

                    res.end(data)

                   }     })   

              } else if (url.includes('/sse')) { 

               // 如果请求 /events 路径，建立 SSE 连接                   res.writeHead(200, {  'Content-Type': 'text/event-stream',  'Cache-Control': 'no-cache',  'Connection': 'keep-alive',  'Access-Control-Allow-Origin': '*', // 允许跨域     })                 // 每隔 1 秒发送一条消息                    let id = 0  

                  const intervalId = setInterval(() => {      

                     res.write(`event: customEvent\n`)

                     res.write(`id: ${id}\n`)

                     res.write(`retry: 30000\n`)

                     const params = url.split('?')[1]  

                     const data = { id, time: new Date().toISOString(), params }

                     res.write(`data: ${JSON.stringify(data)}\n\n`)

                     id++

                     if (id >= 10) {

                          clearInterval(intervalId)

                          res.end()       }     }, 1000)  

 // 当客户端关闭连接时停止发送消息                              req.on('close', () => {  

                               clearInterval(intervalId)

                               id = 0

                               res.end()    

                           })   } else { 

 // 如果请求的路径无效，返回 404 状态码                               res.writeHead(404)

                           res.end()   } }).listen(3000)

               console.log('Server listening on port 3000')

客户端

​ 将上面的两份代码保存为 server.js和 index.html，并在命令行中执行 node
server.js启动服务端，然后在浏览器中打开 http://localhost:3000即可看到 SSE 效果。

兼容性
​

发展至今，SSE 已具有广泛的的浏览器兼容性，几乎除 IE 之外的浏览器均已支持。

​ 对于不支持 EventSource 的浏览器，可以使用polyfill实现。判断浏览器是否支持 EventSource：

if(typeof(EventSource) !== “undefined”) {  // 支持 } else { // 不支持，使用 polyfill}

Fetch 实现

​ 虽然使用 SSE 技术可以实现 ChatGPT 一样的打字机效果，但是通过上文请求 type 对比可以发现，在使用 SSE 时，type 为eventSource，而 ChatGPT 为fetch。且受浏览器 EventSource API 限制，在使用 SSE 时不能自定义请求头、只能发出 GET 请求，且在大多数浏览器中，URL 限制2000个字符，也无法满足 ChatGPT 参数传递需求。
​ 此时，可以使用 Fetch API 实现一个替代接口，用于模拟 SSE 实现。简单实现如下：

服务端

浏览器

1

2

不同于XMLHttpRequest，fetch并未原生提供终止操作方法，可以通过 DOM API [AbortController](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/AbortController)和AbortSignal实现 fetch 请求终止操作。

​ 将上面的两份代码保存为server-fetch.js和index-fetch.html，并在命令行中执行node
server-fetch.js启动服务端，然后在浏览器中打开http://localhost:3001即可看到 fetch 版 SSE 效果。

爬坑

代理环境

pending时间过长

在本地代理的加持下，存在eventstream在当前请求结束后一股脑发完的情况

后台限定1s一条，但到了客户端便成了上图这样（与云服务器流量大小也有一定关系）

重定向

在nginx重定向接口后，存在等待服务器返回的问题（与云服务器流量大小也有一定关系）

总结

​ SSE 技术是一种轻量级的实时通信技术，基于 HTTP 协议，具有服务端推送、断线重连、简单轻量等优点。但是，SSE 技术也有一些缺点，如不能进行双向通信、连接数受限、仅支持 get 请求等。
​ SSE 可以在 Web 应用程序中实现诸如股票在线数据、日志推送、聊天室实时人数等即时数据推送功能。需要注意的是，SSE 并不是适用于所有的实时推送场景。在需要高并发、高吞吐量和低延迟的场景下，WebSockets
可能更加适合。而在需要更轻量级的推送场景下，SSE 可能更加适合。因此，在选择即时更新方案时，需要根据具体的需求和场景进行选择。

出自：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/656030695#showWechatShareTip?utm_source=wechat_session&utm_medium=social&wechatShare=1&s_r=0