5.6　信令状态机

在开始介绍端到端通信之前，必须先实现客户端的信令系统，让客户端与信令服务器可以互通，从而为端到端交换信息做好准备。那么客户端的信令系统该如何实现呢？

最简单的办法是通过状态机实现，其基本原理如下：每次发送/接收一个信令后，客户端都根据状态机当前的状态做相应的逻辑处理。比如当客户端刚启动时，其处于Init状态，在此状态下，用户只能向服务端发送join消息，待服务端返回joined消息后，客户端的状态机发生了变化，变成了joined状态后，才能开展后续工作。客户端的状态机如图5.1所示。

图5.1　信令状态机

从图中可以发现，客户端的状态机共有4种状态，分别是Init、joined、joined_unbind以及joined_conn。下面详述一下各种状态之间是如何变化的。

·客户端刚启动时，其初始状态为Init。

·在Init状态下，用户只能向服务器发送join消息；服务端收到join消息后，会返回joined消息；如果客户端能收到joined消息，则说明用户已经成功加入房间中，此时客户端状态更新为joined。

·在joined状态下，客户端有多种选择，根据不同的选择可以切换到不同的状态：

　–如果用户离开房间，客户端又回到了初始状态，即Init状态。

　–如果客户端收到第二个用户加入的消息（即other_joined消息），则切换到join_conn状态。在这种状态下，两个用户就可以进行通信了。

　–如果客户端收到第二个用户离开的消息（即bye消息），则需要将其状态切换到join_unbind。实际上，join_unbind状态与joined状态基本是一致的，不过可以通过这两种不同的状态值判断出用户之前的状态。

·如果客户端处于join_conn状态，当它收到bye消息时，会变成joined_unbind状态。

·如果客户端是joined_unbind状态，当它收到other_join消息时，会变成join_conn状态。

接下来看一下客户端状态机是如何实现的，参见代码5.9。

代码5.9　客户端状态机

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1 var state = init;
2
3 // 连接信令服务器并根据信令更新状态机
4 function conn(){
5
6    // 建立socket.io 连接
7    socket = io.connect ();
8
9    // 收到joined 消息
10   socket.on('joined ', (roomid , id) =>
11      state = 'joined '; // 变更状态
12      …
13      // 创建连接
14      createPeerConnection ();
15      bindTracks ();
16      …
17   });
18
19   // 收到otherjoin 消息
20   socket.on('otherjoin ', (roomid) => {
21     …
22     state = 'joined_conn '; 　// 更改状态
23     call();
24     …
25   });
26
27   // 收到full 消息
28   socket.on('full', (roomid , id) => {
29     …
30     hangup ();
31     socket.disconnect (); // 关闭连接
32     state = 'init'; // 回到初始化状态
33     …
34   });
35
36 // 收到用户离开的消息
37 socket.on('left', (roomid , id) => {
38     …
39     hangup ();
40     socket.disconnect ();
41     state='init' // 回到初始化状态
42     …
43   });
44
45 socket.on('bye', (room , id) => {
46     …
47     state = 'joined_unbind ';
48     hangup ();
49     …
50   });
51
52   …
53   // 向服务端发送join 消息
54   roomid = getQueryVariable('room');
55   socket.emit('join', roomid);
56
57  }
58
59   …
60   conn(); // 与信令服务器建立连接
61 …

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在代码5.9中，首先执行第一行代码，将状态机的状态初始化为init；之后调用conn（）函数，让客户端与信令服务器建立连接。而在conn（）内部做了三件事：一是调用socket.io的connect（）方法与信令服务器建立连接；二是向socket.io注册5个回调函数，分别对应5个信令消息，即joined、otherjoin、full、left以及bye消息，以便收到不同的消息时做不同的逻辑处理；三是向信令服务器发送join消息。至此客户端的运转就由信令驱动起来了。

当客户端收到服务端返回的joined消息后，会在回调之前注册到socket.io中的回调函数，因此上面代码的第10∼17行会被执行。在这段代码中，客户端首先变更自己当前的状态为joined，然后创建RTCPeerConnection（关于RTCPeerConnection的内容将会在5.7.1节详细介绍）对象，最后将采集到的音视频流绑定到之前创建好的RTCPeerConnection对象上。

当第二个用户上线后，第一个用户会收到服务端发来的otherjoin消息。上面代码中的第20∼25行会被执行。在这几行代码中，也是先变更客户端状态为joined_conn，然后调用call（）函数。call（）函数实现的是媒体协商，有关媒体协商相关的内容会在5.7.3节再做介绍，相关的代码也在5.7.3节中给出。

其他几种情况与前面介绍的两种情况是类似的，都是收到服务端的信令后回调对应的函数，在函数中变更状态，然后做相应的逻辑处理，这里就不再赘述了。