Man tippt eine Nachricht, drückt Senden, und beim Gegenüber steht sie schon da, noch bevor man selbst richtig auf „gesendet“ geklickt hat. Das ist so selbstverständlich, dass niemand mehr darüber nachdenkt. Dabei war das vor nicht allzu langer Zeit technisch noch etwas völlig anderes: Eine Website stellte eine Anfrage, wartete auf den Server, zeigte die Antwort. Wollte man wissen, ob sich etwas geändert hat, musste man die Seite neu laden. Websockets haben diesen Ablauf im Hintergrund vollständig umgebaut.

Ein Websocket öffnet eine einzige Verbindung zwischen Browser und Server, die bestehen bleibt und Daten in beide Richtungen transportiert.

HTTP, das Protokoll hinter dem gewöhnlichen Surfen, folgt einem strikten Muster. Der Browser stellt eine Frage, der Server antwortet, die Verbindung endet. Für jede neue Information ist eine erneute Anfrage erforderlich, und der Server kann sich nicht von selbst melden.

Websockets heben diese Beschränkung auf. Ist die Verbindung geöffnet, kann jede Seite jederzeit Informationen senden. Ein Server verschickt eine neue Chatnachricht im Moment, in dem sie eintrifft, ohne dass der Browser vorher fragen muss.

Bibliotheken wie Socket.IO bauen auf diesem Prinzip auf und übernehmen dabei automatisch Dinge wie Wiederverbindung und Fallback-Lösungen, falls eine direkte Websocket-Verbindung im Netzwerk blockiert wird.

Bis die offene Verbindung zustande kommt, braucht es einen Handshake: Der Browser bittet um den Wechsel vom HTTP- zum Websocket-Protokoll, der Server stimmt zu, und damit endet das übliche Anfrage-Antwort-Schema. Übrig bleibt eine durchgehende Leitung zwischen beiden Seiten.

Interaktive Online-Erlebnisse leben von einer Geschwindigkeit, die das gewöhnliche Laden von Seiten niemals erreichen kann. Dafür gibt es einige Gründe:

• Live-Chats und Messaging sind das anschaulichste Beispiel. Eine getippte Nachricht erscheint binnen Sekundenbruchteilen auf dem anderen Bildschirm. Lesebestätigungen, Tippanzeigen und sofortige Zustellung, etwa bei Slack oder WhatsApp, laufen über diese offene Verbindung.
• Werkzeuge für gemeinsames Bearbeiten haben dieselbe Technologie in den Arbeitsalltag gebracht. Figma etwa hält für jedes geöffnete Dokument eine eigene Websocket-Verbindung zu einem Servercluster offen, der Änderungen validiert und an alle Beteiligten weiterleitet. Jeder Mauszeiger oder jede Verschiebung eines Elements wird dabei als kleines Datenpaket statt als komplette Dateikopie übertragen. Deshalb wirken die Cursor mehrerer Personen auf demselben Canvas so flüssig, obwohl sie in unterschiedlichen Städten sitzen.
• Live-Sportergebnisse, Aktienticker und Dashboards haben aus starren Zahlen bewegte Informationen gemacht. Eine Zahl ändert sich in dem Moment, in dem sich die Realität ändert, ohne Verzögerung zwischen Ereignis und Anzeige.
• Online-Gaming und Live-Auktionen verlangen das höchste Tempo: Ein Multiplayer-Spiel muss den Bildschirm jedes Spielers innerhalb von Millisekunden mit dem aller anderen abgleichen, und eine Auktion muss Gebote sofort registrieren, damit Bieter auf aktueller statt veralteter Informationen handeln.

Online-Casinos sind ein Beispiel dafür, wie Websockets funktionieren. Beim Live-Roulette oder Blackjack von Evolution Gaming sehen die Spieler ein Video eines echten Dealers und erhalten die Ergebnisse nahezu gleichzeitig. Auch dynamische Angebotsbereiche folgen demselben Echtzeitprinzip: Sucht ein Nutzer etwa nach einem Royalsea casino bonus, können Status- oder Verfügbarkeitsangaben aktualisiert werden, ohne die gesamte Seite neu zu laden.

Es erfordert das Zusammenspiel verschiedener Daten. Video und Ergebnisse werden zwar über separate Kanäle übertragen, müssen aber synchronisiert werden. Sobald die Kugel im Roulette-Kessel zum Stillstand kommt, muss die Ergebnisinformation alle Spieler am Tisch umgehend erreichen. Kommen die Daten verzögert an, sehen die Spieler möglicherweise etwas anderes auf dem Bildschirm, als tatsächlich im Spiel passiert.

Die Kommunikation mit dem Dealer und anderen Teilnehmern funktioniert auf dieselbe Weise. Nachrichten müssen unverzüglich übermittelt werden, während alle mit dem Spiel verbunden bleiben.

Wenn Sie auf einer Website oder in einer App auf einen Button klicken, möchten Sie das Ergebnis sofort sehen. Früher musste die Seite dafür komplett neu geladen werden und Sie mussten warten. Mit WebSockets erfolgen Änderungen nahezu verzögerungsfrei. Das bedeutet: Sie klicken auf einen Button und sehen die Aktualisierung auf dem Bildschirm.

Wenn Nutzer schnelle Reaktionszeiten gewohnt sind, kann selbst eine kleine Verzögerung als störend empfunden werden. Wenn eine Chatnachricht nicht sofort ankommt oder die Datenaktualisierung lange dauert, kann der Nutzer das Interesse verlieren und die Seite schließen.

WebSockets tragen außerdem dazu bei, die unnötige Last auf Servern und Browsern zu reduzieren. Die alte Funktionsweise zwang die Website, ständig zu prüfen: „Gibt es neue Daten?“ Das System konnte beispielsweise alle paar Sekunden eine Anfrage senden, selbst wenn sich nichts geändert hatte.

Mit einer permanenten Verbindung funktioniert alles anders. Der Server selbst sendet Informationen, sobald etwas Neues vorliegt. Daten werden also nur dann übertragen, wenn sie benötigt werden.

Wir, als Nutzer, erhalten eine komfortable User Experience: Der Chat zeigt neue Nachrichten sofort an und Online-Tools werden ohne manuelles Neuladen aktualisiert.

Websockets bringen Stärken mit sich, aber eben auch echte Komplikationen. Die Betrachtung der Technologie muss beide Seiten auf den Tisch legen:

• Verbindungsmanagement steht im Zentrum der meisten Schwierigkeiten. Jede offene Verbindung bindet Serverressourcen, solange sie besteht, auch ohne Aktivität. Figma verarbeitet etwa nach eigenen Angaben täglich Milliarden von Änderungen über ein System, das für jedes Dokument einen eigenen Prozess auf einem dedizierten Server bereitstellt. Ein Hinweis darauf, wie viel Infrastruktur allein die Verbindungsverwaltung erfordert.
• Wiederverbindungslogik ist eine weitere Baustelle. Netzwerke brechen ständig ab, durch schwachen Empfang, Serverneustarts oder Zufall. Eine gut gebaute App erkennt das automatisch und stellt die Verbindung wieder her, ohne dass der Nutzer etwas davon mitbekommt.
• Die Skalierung für viele Nutzer ist schwieriger als beim gewöhnlichen Webverkehr. Normale HTTP-Anfragen lassen sich problemlos auf mehrere Server verteilen, weil jede Anfrage für sich steht. Eine Websocket-Verbindung dagegen bleibt für ihre gesamte Lebensdauer an einen bestimmten Server gebunden. In der Praxis lösen viele Systeme das über eine zusätzliche Nachrichtenverteilung zwischen Servern, etwa mit Redis Pub/Sub, damit eine Nachricht auch dann ankommt, wenn Sender und Empfänger auf unterschiedlichen Servern liegen.

Sie nutzen WebSockets täglich, oft unbewusst. Ob Sie mit Freunden chatten, jemandem beim Tippen zusehen oder gemeinsam an einem Dokument arbeiten und sich der Cursor Ihres Kollegen von selbst bewegt, besteht eine ständige Verbindung zum Server, über die Daten in Millisekunden übertragen werden. Eine herkömmliche HTTP-Anfrage funktioniert anders: Der Browser kontaktiert den Server immer wieder und wartet auf eine Antwort. WebSockets halten die Verbindung in beide Richtungen offen. Aktualisierungen treffen sofort ein, und wiederholte Anfragen sind überflüssig.