WebSocket简单应用

2024-04-27 15:14:23

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供稿：网友

一.WebSocket简单介绍

　　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以上的版本才能运行。

二.WebSocket示例

2.1.新建JavaWeb测试项目

　　在pom.xml中添加Jar包依赖

1 <dependency>2         <groupId>javax</groupId>3         <artifactId>javaee-api</artifactId>4         <version>7.0</version>5         <scope>PRovided</scope>6 </dependency>　　客户端（Web主页）代码：
 1 <%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8" %> 2 <!DOCTYPE html> 3 <html> 4 <head> 5     <title>Java后端WebSocket的Tomcat实现</title> 6 </head> 7 <body> 8     Welcome<br/><input id="text" type="text"/> 9     <button onclick="send()">发送消息</button>10     <hr/>11     <button onclick="closeWebSocket()">关闭WebSocket连接</button>12     <hr/>13     <div id="message"></div>14 </body>15 16 <script type="text/Javascript">17     var websocket = null;18     //判断当前浏览器是否支持WebSocket19     if ('WebSocket' in window) {20         websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket");21     }22     else {23         alert('当前浏览器 Not support websocket')24     }25 26     //连接发生错误的回调方法27     websocket.onerror = function () {28         setMessageInnerHTML("WebSocket连接发生错误");29     };30 31     //连接成功建立的回调方法32     websocket.onopen = function () {33         setMessageInnerHTML("WebSocket连接成功");34     }35 36     //接收到消息的回调方法37     websocket.onmessage = function (event) {38         setMessageInnerHTML(event.data);39     }40 41     //连接关闭的回调方法42     websocket.onclose = function () {43         setMessageInnerHTML("WebSocket连接关闭");44     }45 46     //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。47     window.onbeforeunload = function () {48         closeWebSocket();49     }50 51     //将消息显示在网页上52     function setMessageInnerHTML(innerHTML) {53         document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';54     }55 56     //关闭WebSocket连接57     function closeWebSocket() {58         websocket.close();59     }60 61     //发送消息62     function send() {63         var message = document.getElementById('text').value;64         websocket.send(message);65     }66 </script>67 </html>　　Java Web后端代码
 1 package me.gacl.websocket; 2  3 import java.io.IOException; 4 import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet; 5  6 import javax.websocket.*; 7 import javax.websocket.server.ServerEndpoint; 8  9 /**10  * @ServerEndpoint 注解是一个类层次的注解，它的功能主要是将目前的类定义成一个websocket服务器端,11  * 注解的值将被用于监听用户连接的终端访问URL地址,客户端可以通过这个URL来连接到WebSocket服务器端12  */13 @ServerEndpoint("/websocket")14 public class WebSocketTest {15     //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。16     private static int onlineCount = 0;17 18     //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19     private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest>();20 21     //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22     private session session;23 24     /**25      * 连接建立成功调用的方法26      * @param session  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27      */28     @OnOpen29     public void onOpen(Session session){30         this.session = session;31         webSocketSet.add(this);     //加入set中32         addOnlineCount();           //在线数加133         System.out.println("有新连接加入！当前在线人数为" + getOnlineCount());34     }35 36     /**37      * 连接关闭调用的方法38      */39     @OnClose40     public void onClose(){41         webSocketSet.remove(this);  //从set中删除42         subOnlineCount();           //在线数减143         System.out.println("有一连接关闭！当前在线人数为" + getOnlineCount());44     }45 46     /**47      * 收到客户端消息后调用的方法48      * @param message 客户端发送过来的消息49      * @param session 可选的参数50      */51     @OnMessage52     public void onMessage(String message, Session session) {53         System.out.println("来自客户端的消息:" + message);54         //群发消息55         for(WebSocketTest item: webSocketSet){56             try {57                 item.sendMessage(message);58             } catch (IOException e) {59                 e.printStackTrace();60                 continue;61             }62         }63     }64 65     /**66      * 发生错误时调用67      * @param session68      * @param error69      */70     @OnError71     public void onError(Session session, Throwable error){72         System.out.println("发生错误");73         error.printStackTrace();74     }75 76     /**77      * 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。78      * @param message79      * @throws IOException80      */81     public void sendMessage(String message) throws IOException{82         this.session.getBasicRemote().sendText(message);83         //this.session.getAsyncRemote().sendText(message);84     }85 86     public static synchronized int getOnlineCount() {87         return onlineCount;88     }89 90     public static synchronized void addOnlineCount() {91         WebSocketTest.onlineCount++;92     }93 94     public static synchronized void subOnlineCount() {95         WebSocketTest.onlineCount--;96     }97 } 1.2.运行效果
　　同时打开Google浏览器和火狐浏览器进行多客户端模拟测试,运行效果如下: