Java后端WebSocket的Tomcat实现

2019-11-15 01:15:51

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供稿：网友

java后端WebSocket的Tomcat实现

随着互联网的发展，传统的HTTP协议已经很难满足Web应用日益复杂的需求了。近年来，随着HTML5的诞生，WebSocket协议被提出，它实现了浏览器与服务器的全双工通信，扩展了浏览器与服务端的通信功能，使服务端也能主动向客户端发送数据。

我们知道，传统的HTTP协议是无状态的，每次请求（request）都要由客户端（如浏览器）主动发起，服务端进行处理后返回response结果，而服务端很难主动向客户端发送数据；这种客户端是主动方，服务端是被动方的传统Web模式对于信息变化不频繁的Web应用来说造成的麻烦较小，而对于涉及实时信息的Web应用却带来了很大的不便，如带有即时通信、实时数据、订阅推送等功能的应用。在WebSocket规范提出之前，开发人员若要实现这些实时性较强的功能，经常会使用折衷的解决方法：轮询（polling）和Comet技术。其实后者本质上也是一种轮询，只不过有所改进。

轮询是最原始的实现实时Web应用的解决方案。轮询技术要求客户端以设定的时间间隔周期性地向服务端发送请求，频繁地查询是否有新的数据改动。明显地，这种方法会导致过多不必要的请求，浪费流量和服务器资源。

Comet技术又可以分为长轮询和流技术。长轮询改进了上述的轮询技术，减小了无用的请求。它会为某些数据设定过期时间，当数据过期后才会向服务端发送请求；这种机制适合数据的改动不是特别频繁的情况。流技术通常是指客户端使用一个隐藏的窗口与服务端建立一个HTTP长连接，服务端会不断更新连接状态以保持HTTP长连接存活；这样的话，服务端就可以通过这条长连接主动将数据发送给客户端；流技术在大并发环境下，可能会考验到服务端的性能。

这两种技术都是基于请求-应答模式，都不算是真正意义上的实时技术；它们的每一次请求、应答，都浪费了一定流量在相同的头部信息上，并且开发复杂度也较大。

伴随着HTML5推出的WebSocket，真正实现了Web的实时通信，使B/S模式具备了C/S模式的实时通信能力。WebSocket的工作流程是这样的：浏览器通过JavaScript向服务端发出建立WebSocket连接的请求，在WebSocket连接建立成功后，客户端和服务端就可以通过TCP连接传输数据。因为WebSocket连接本质上是TCP连接，不需要每次传输都带上重复的头部数据，所以它的数据传输量比轮询和Comet技术小了很多。本文不详细地介绍WebSocket规范，主要介绍下WebSocket在Java Web中的实现。

JavaEE 7中出了JSR-356:Java API for WebSocket规范。不少Web容器，如Tomcat,Nginx,Jetty等都支持WebSocket。Tomcat从7.0.27开始支持WebSocket，从7.0.47开始支持JSR-356，下面的Demo代码也是需要部署在Tomcat7.0.47上才能运行。

对浏览器的支持情况:

新建一个dynamic web项目：

客户端（Web主页）代码：

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273 <%@pagelanguage="java"import="java.util.*"pageEncoding="UTF-8"%><%Stringpath=request.getContextPath();StringbasePath=request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";%><!DOCTYPEHTML><html><head><basehref="<%=basePath%>"><title>MyWebSocket</title></head><body>Welcome<br/><inputid="text"type="text"/><buttononclick="send()">Send</button><buttononclick="closeWebSocket()">Close</button><divid="message"></div></body><scripttype="text/Javascript">varwebsocket=null;//判断当前浏览器是否支持WebSocketif('WebSocket'inwindow){websocket=newWebSocket("ws://localhost:8080/MyWebSocket/websocket");}else{alert('Notsupportwebsocket')}//连接发生错误的回调方法websocket.onerror=function(){setMessageInnerHTML("error");};//连接成功建立的回调方法websocket.onopen=function(event){setMessageInnerHTML("open");}//接收到消息的回调方法websocket.onmessage=function(){setMessageInnerHTML(event.data);}//连接关闭的回调方法websocket.onclose=function(){setMessageInnerHTML("close");}//监听窗口关闭事件，当窗口关闭时，主动去关闭websocket连接，防止连接还没断开就关闭窗口，server端会抛异常。window.onbeforeunload=function(){websocket.close();}//将消息显示在网页上functionsetMessageInnerHTML(innerHTML){document.getElementById('message').innerHTML+=innerHTML+'<br/>';}//关闭连接functioncloseWebSocket(){websocket.close();}//发送消息functionsend(){varmessage=document.getElementById('text').value;websocket.send(message);}</script></html>

Java Web后端代码

创建一个注解为:@ServerEndpoint的webscoket的服务端.供前台访问.因为想实现点其它功能.所以在广播给所有人这个方法里边加上了type以备区分

注解说明图:

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798 packagecom.chen.websocket;importjava.io.IOException;importjava.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;importjavax.websocket.OnClose;importjavax.websocket.OnError;importjavax.websocket.OnMessage;importjavax.websocket.OnOpen;importjavax.websocket.session;importjavax.websocket.server.ServerEndpoint;//该注解用来指定一个URI，客户端可以通过这个URI来连接到WebSocket。类似Servlet的注解mapping。无需在web.xml中配置。@ServerEndpoint("/websocket")publicclassMyWebSocket{//静态变量，用来记录当前在线连接数。应该把它设计成线程安全的。PRivatestaticintonlineCount=0;//concurrent包的线程安全Set，用来存放每个客户端对应的MyWebSocket对象。若要实现服务端与单一客户端通信的话，可以使用Map来存放，其中Key可以为用户标识privatestaticCopyOnWriteArraySet<MyWebSocket>webSocketSet=newCopyOnWriteArraySet<MyWebSocket>();//与某个客户端的连接会话，需要通过它来给客户端发送数据privateSessionsession;/***连接建立成功调用的方法*@paramsession可选的参数。session为与某个客户端的连接会话，需要通过它来给客户端发送数据*/@OnOpenpublicvoidonOpen(Sessionsession){this.session=session;webSocketSet.add(this);//加入set中addOnlineCount();//在线数加1System.out.println("有新连接加入！当前在线人数为"+getOnlineCount());}/***连接关闭调用的方法*/@OnClosepublicvoidonClose(){webSocketSet.remove(this);//从set中删除subOnlineCount();//在线数减1System.out.println("有一连接关闭！当前在线人数为"+getOnlineCount());}/***收到客户端消息后调用的方法*@parammessage客户端发送过来的消息*@paramsession可选的参数*/@OnMessagepublicvoidonMessage(Stringmessage,Sessionsession){System.out.println("来自客户端的消息:"+message);//群发消息for(MyWebSocketitem:webSocketSet){try{item.sendMessage(message);}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();continue;}}}/***发生错误时调用*@paramsession*@paramerror*/@OnErrorpublicvoidonError(Sessionsession,Throwableerror){System.out.println("发生错误");error.printStackTrace();}/***这个方法与上面几个方法不一样。没有用注解，是根据自己需要添加的方法。*@parammessage*@throwsIOException*/publicvoidsendMessage(Stringmessage)throwsIOException{this.session.getBasicRemote().sendText(message);//this.session.getAsyncRemote().sendText(message);}publicstaticsynchronizedintgetOnlineCount(){returnonlineCount;}publicstaticsynchronizedvoidaddOnlineCount(){MyWebSocket.onlineCount++;}publicstaticsynchronizedvoidsubOnlineCount(){MyWebSocket.onlineCount--;}}