Home / Tutorials / CompressionСжатие

Compression with permessage-deflateСжатие через permessage-deflate

SF SocketForge Team 12 min Performance

What permessage-deflate isЧто такое permessage-deflate

permessage-deflate (RFC 7692) is the standard WebSocket extension that compresses each message with DEFLATE — the same algorithm behind gzip. For repetitive text payloads like JSON it can cut bytes on the wire by 70–90%, which matters on mobile networks and high-fan-out broadcasts. It is negotiated once during the handshake and is then transparent: your send() and onmessage code does not change.

permessage-deflate (RFC 7692) — стандартное расширение WebSocket, сжимающее каждое сообщение алгоритмом DEFLATE — тем же, что и за gzip. Для повторяющихся текстовых данных вроде JSON оно сокращает объём «на проводе» на 70–90%, что важно в мобильных сетях и при широковещании на много клиентов. Оно согласуется один раз при рукопожатии и далее прозрачно: ваш код send() и onmessage не меняется.

Negotiation in the handshakeСогласование при рукопожатии

The client offers the extension via a header; the server accepts it (optionally with parameters) or stays silent to decline. Browsers offer it automatically, so most of the control lives on the server.

handshake

// client → server (offer)
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits

// server → client (accept, here without context takeover)
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; server_no_context_takeover

Клиент предлагает расширение заголовком; сервер принимает его (по желанию с параметрами) или молчит, чтобы отклонить. Браузеры предлагают его автоматически, поэтому почти всё управление — на сервере.

handshake

// клиент → сервер (предложение)
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits

// сервер → клиент (принятие, здесь без context takeover)
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; server_no_context_takeover

Enabling it in Node.jsВключение в Node.js

The ws library exposes the extension through the perMessageDeflate option. It is off by default in recent versions because the defaults can be memory-hungry — so configure it deliberately:

server.js

import { WebSocketServer } from "ws";

const wss = new WebSocketServer({
  port: 8080,
  perMessageDeflate: {
    threshold: 1024,            // skip compressing messages < 1 KiB
    serverNoContextTakeover: true,  // reset dictionary per message
    clientNoContextTakeover: true,
    concurrencyLimit: 10,         // limit parallel zlib jobs
    zlibDeflateOptions: { level: 6, memLevel: 7 }
  }
});

The threshold is the single most useful knob: tiny frames cost more in CPU and framing overhead than they save, so don't compress them at all.

Библиотека ws предоставляет расширение через опцию perMessageDeflate. В свежих версиях оно выключено по умолчанию, потому что настройки по умолчанию могут быть прожорливы к памяти — поэтому конфигурируйте осознанно:

server.js

import { WebSocketServer } from "ws";

const wss = new WebSocketServer({
  port: 8080,
  perMessageDeflate: {
    threshold: 1024,            // не сжимать сообщения < 1 КиБ
    serverNoContextTakeover: true,  // сбрасывать словарь на каждое сообщение
    clientNoContextTakeover: true,
    concurrencyLimit: 10,         // предел параллельных задач zlib
    zlibDeflateOptions: { level: 6, memLevel: 7 }
  }
});

Параметр threshold — самая полезная «ручка»: крошечные кадры стоят дороже в CPU и накладных, чем экономят, поэтому их не сжимают вовсе.

Context takeover: the memory trade-offContext takeover: компромисс по памяти

“Context takeover” means the DEFLATE dictionary is kept between messages, so repeated patterns compress better over time. The catch: each connection then holds a zlib context — easily tens of kilobytes — and with tens of thousands of sockets that adds up to real RAM.

Context takeover on — best compression ratio, highest memory. Good for a few long-lived, chatty connections.
no_context_takeover — the dictionary resets each message; slightly worse ratio, dramatically less memory. Usually the right call at scale.

«Context takeover» означает, что словарь DEFLATE сохраняется между сообщениями, поэтому повторяющиеся паттерны со временем сжимаются лучше. Подвох: каждое соединение тогда держит контекст zlib — легко десятки килобайт — и при десятках тысяч сокетов это превращается в ощутимую RAM.

Context takeover включён — лучший коэффициент сжатия, максимум памяти. Хорошо для немногих долгоживущих «болтливых» соединений.
no_context_takeover — словарь сбрасывается на каждое сообщение; чуть хуже коэффициент, кардинально меньше памяти. Обычно правильный выбор при масштабе.

When to enable itКогда включать

Do enable for large, repetitive text (JSON, logs, markup) over constrained networks.
Don't bother for already-compressed payloads — images, video, gzip blobs or tightly packed binary frames. You'll burn CPU for almost no gain.
Measure both bytes saved and CPU/memory before and after. Compression is a trade, not a free win.

If you're broadcasting the same payload to many clients, also see scaling WebSockets — compressing once per unique message rather than per recipient is a bigger lever than the deflate level.

Включайте для крупного повторяющегося текста (JSON, логи, разметка) в ограниченных сетях.
Не стоит для уже сжатых данных — изображения, видео, gzip-блобы или плотно упакованные бинарные кадры. Сожжёте CPU почти без выгоды.
Измеряйте и сэкономленные байты, и CPU/память до и после. Сжатие — это компромисс, а не бесплатный выигрыш.

Если вы рассылаете одни и те же данные многим клиентам, см. также масштабирование WebSocket — сжать один раз на уникальное сообщение, а не на каждого получателя, важнее, чем уровень deflate.

#websocket #compression #deflate #performance