1) Conceitos fundamentais e ambiente de desenvolvimento

WebSockets oferecem comunicação bidirecional persistente entre cliente e servidor. Diferem de HTTP tradicional ao manter uma conexão aberta, permitindo envio de mensagens com baixa latência. Principais pontos:

• Protocolos: ws (não seguro) e wss (seguro via TLS).
• Handshake: handshake inicial HTTP/1.1 com Upgrade: websocket; depois a conexão permanece aberta.
• API do navegador: new WebSocket(url), com eventos onopen, onmessage, onclose e onerror.
• Segurança: use wss em produção; valide origens, implemente autenticação e trate reconexões com backoff exponencial.

Ambiente recomendado:
Node.js para o servidor WebSocket (bibliotecas como ws), e código cliente puro no navegador. Recomenda-se TLS (wss) para produção e proxies/ gateways com suporte a WebSockets.

2) Projeto 1: Chat simples em tempo real

Arquitetura: servidor WebSocket central recebe mensagens dos clientes e as retransmite para todos os pares conectados, exceto o remetente. Campos úteis incluem mensagem, remetente, timestamp e um identificador de sala (opcional para multi-room).

Benefícios: demonstrates a forma direta de broadcast, lidando com conectividade, latência e garantia de entrega básica, sem dependência de polling.

// Server (Node.js com ws)
const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', (ws) => {
  ws.on('message', (message) => {
    // Repassa a todos os clientes conectados, exceto o remetente
    wss.clients.forEach((client) => {
      if (client !== ws && client.readyState === WebSocket.OPEN) {
        client.send(message);
      }
    });
  });
  ws.send('Bem-vindo ao chat WebSocket!');
});

// Client (exemplo mínimo em JS)
const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');
ws.onmessage = (ev) => console.log('Recebido:', ev.data);

Notas de implementação:
– Considere manter um mapa de salas para isolar mensagens entre grupos.
– Adote mensagens JSON com campos type, room, sender, text, ts para extensibilidade.
– Adicione heartbeat para detectar falhas de conectividade rapidamente.

3) Projeto 2: Painel de métricas em tempo real

Objetivo: apresentar atualizações contínuas de métricas (cpu, memória, usuários ativos) em um dashboard. O servidor envia pacotes periódicos com o formato JSON, o cliente atualiza o DOM de forma incremental.

Estrutura típica:
– Servidor: gera dados periódicos, serializa como { type: ‘metric’, name: ‘cpu’, value: 57.3, ts: 1678901234 } e transmite a todos os clientes conectados.
– Cliente: interpreta as mensagens, atualiza elementos de UI (gráficos, listas, indicadores numéricos) sem recarregar a página.

• Mensagens tipadas ajudam a manter o cliente simples e extensível.
• Use reconexão automática com backoff para manter a tela atualizada mesmo em redes instáveis.

Exemplo de fluxo de mensagens (alto nível):

• Servidor envia { type: ‘metric’, name: ‘cpu’, value: 62.1, ts: 123456789 }
• Cliente encontra o elemento correspondente ao metric.name e atualiza seu valor

4) Práticas de confiabilidade, reconexão e segurança

Boas práticas para aplicações WebSocket resilientes e seguras:

• Heartbeat: mantenha ping/pong ativos para detectar quedas de conexão rapidamente.
• Reconexão com backoff exponencial: tente se reconectar com intervalos crescentes até um limite, evitando sobrecarregar o servidor.
• Gestão de autenticação: utilize tokens (ex.: JWT) enviados durante o handshake inicial e valide no servidor.
• Segurança: prefira wss em produção, configure proxies/loading balancers para suportar WebSockets, e monitore origens permitidas.
• Observabilidade: registre tentativas de conexão, disconnects e latência para identificar padrões de rede.

Observação: se a conexão cair, implemente fallback elegante (ex.: exibir modal de reconexão) para manter a experiência do usuário, mesmo quando a rede oscila.