WebSocket リアルタイム通信設計

October 06, 2025

WebSocketを用いたリアルタイム通信の設計

近年、Webアプリケーションにおいて、ユーザーとサーバー間でリアルタイムな情報を送受信する技術が重要になっています。そのための代表的な技術として、WebSocketが挙げられます。本記事では、WebSocketを用いたリアルタイム通信の設計について、基本的な概念から具体的な実装方法までを解説します。

WebSocketとは？

WebSocketは、HTTPプロトコルを拡張したプロトコルで、クライアントとサーバー間で、単方向だけでなく双方向のリアルタイムな通信を可能にします。従来のHTTP通信では、クライアントがサーバーにリクエストを送信し、サーバーからレスポンスが返ってくるという、という往復通信の手順が必要でした。しかし、WebSocketを使用することで、一度確立された接続を通じて、双方で任意のタイミングでデータを送受信することができます。

リアルタイム通信の利点

WebSocketを用いたリアルタイム通信には、以下のような利点があります。

低遅延：HTTPプロトコルに比べて、通信のオーバーヘッドが少なく、データ送受信の遅延を大幅に削減できます。
双方向通信：クライアントとサーバーが、任意のタイミングでデータを送受信できます。
効率的な通信：クライアントとサーバー間で一度接続を確立すれば、毎回ハンドシェイクを行う必要がなく、通信効率が向上します。

基本的な設計

WebSocketを用いたリアルタイム通信の設計は、以下の要素で構成されます。

サーバーサイド

サーバーサイドでは、WebSocketサーバーを構築する必要があります。このサーバーは、クライアントからの接続を待ち受け、クライアントからのメッセージを受信し、必要な処理を行い、クライアントにメッセージを送信する役割を担います。使用する言語やフレームワークは、アプリケーションの要件に合わせて選択します。 Node.js, Python (Django/Flask), Java (Spring Boot) など、様々な環境でWebSocketサーバーを構築できます。


// (例: Node.jsの場合)
const WebSocket = require('ws');

const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', ws => {
  console.log('クライアント接続');

  ws.on('message', message => {
    console.log('メッセージ受信:', message);
    // 受信したメッセージを他のクライアントに送信
    wss.clients.forEach(client => {
      if (client !== ws) {
        client.send('メッセージを受信: ' + message);
      }
    });
  });
});

console.log('WebSocketサーバーがポート8080で起動しました');

クライアントサイド

クライアントサイドでは、WebSocketクライアントを実装します。このクライアントは、WebSocketサーバーへの接続を確立し、サーバーとの間でメッセージを送受信する役割を担います。 JavaScript (ブラウザ環境の場合)や、他のプログラミング言語で実装できます。　サーバーに接続し、データの送受信を行うコードを記述します。


// (例: JavaScriptの場合)
const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080');

socket.onopen = () => {
  console.log('WebSocket接続が確立されました');
  // 接続確立時にメッセージを送信
  socket.send('Hello, Server!');
};

socket.onmessage = event => {
  console.log('メッセージ受信:', event.data);
};

応用例

WebSocketを用いたリアルタイム通信は、以下のような様々なアプリケーションに応用することができます。

チャットアプリケーション
オンラインゲーム
株価情報
IoTデバイスとの通信

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