WebSocket是什么?
WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双向通信的协议。
WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单,允许服务端主动向客户端推送数据。
在WebSocket API中,浏览器和服务器只需要完成一次握手,两者之间就直接可以创建持久性的连接,并进行双向数据传输。
Websocket 通过HTTP/1.1 协议的101状态码进行握手。
握手
在客户端,new WebSocket实例化一个新的WebSocket客户端对象,请求类似 ws://yourdomain:port/path 的服务端WebSocket URL,客户端WebSocket对象会自动解析并识别为WebSocket请求,并连接服务端端口,执行双方握手过程,客户端发送数据格式类似:
可以看到,客户端发起的WebSocket连接报文类似传统HTTP报文,Upgrade:websocket参数值表明这是WebSocket类型请求,Sec-WebSocket-Key是WebSocket客户端发送的一个 base64编码的密文,要求服务端必须返回一个对应加密的Sec-WebSocket-Accept应答,否则客户端会抛出Error during WebSocket handshake错误,并关闭连接。
服务端收到报文后返回的数据格式类似:
Sec-WebSocket-Accept的值是服务端采用与客户端一致的密钥计算出来后返回客户端的,HTTP/1.1 101 Switching Protocols表示服务端接受WebSocket协议的客户端连接,经过这样的请求-响应处理后,两端的WebSocket连接握手成功, 后续就可以进行TCP通讯了。
保持长连接
服务器和客户端通过发送Ping/Pong+Frame(RFC+6455+-+The+WebSocket+Protocol)。这种 Frame+是一种特殊的数据包,它只包含一些元数据而不需要真正的 Data+Payload,可以在不影响应用的情况下维持住中间网络的连接状态。
例子1
pom文件:
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId> <version>1.3.5.RELEASE</version> </dependency>
java:
package com.test; import org.springframework.stereotype.Component; import javax.websocket.*; import javax.websocket.server.ServerEndpoint; import java.io.IOException; import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet; @ServerEndpoint(value = "/websocket") @Component public class WebSocketController { //当前在线连接数。应该把它设计成线程安全的。 private static int onlineCount = 0; //concurrent包的线程安全Set,用来存放每个客户端对应的WebSocket对象。 private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketController> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketController>(); //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 private Session session; /** * 连接建立成功调用的方法 */ @OnOpen public void onOpen(Session session) { this.session = session; webSocketSet.add(this);//加入set中 addOnlineCount();//在线数加1 System.out.println("有新连接加入!当前在线人数为" + getOnlineCount()); try { sendMessage("init success!"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 连接关闭调用的方法 */ @OnClose public void onClose() { webSocketSet.remove(this);//从set中删除 subOnlineCount();//在线数减1 System.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 * @param message 客户端发送过来的消息 */ @OnMessage public void onMessage(String message, Session session) { System.out.println("来自客户端的消息:" + message); try { session.getBasicRemote().sendText("service:"+message); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 发生错误时调用 */ @OnError public void onError(Session session, Throwable error) { System.out.println("发生错误"); error.printStackTrace(); } /** * 发送消息 */ public void sendMessage(String message) throws IOException { this.session.getBasicRemote().sendText(message); } /** * 群发自定义消息 */ public static void sendInfo(String message) { if(webSocketSet!=null && webSocketSet.size()>0) { for (WebSocketController item : webSocketSet) { try { item.sendMessage(message); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); continue; } } } } public static synchronized int getOnlineCount() { return onlineCount; } public static synchronized void addOnlineCount() { WebSocketController.onlineCount++; } public static synchronized void subOnlineCount() { WebSocketController.onlineCount--; } }
package com.test; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter; @Configuration public class WebSocketConfig { @Bean public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() { return new ServerEndpointExporter(); } }
html:
<!DOCTYPE HTML> <html> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>WebSocket</title> </head> <body> Welcome Use WebSocket<br/> <input id="text" type="text" /> <button onclick="send()">Send</button> <button onclick="closeWebSocket()">Close</button> <div id="message"></div> </body> <script type="text/javascript"> var websocket = null; //判断当前浏览器是否支持WebSocket if('WebSocket' in window){ websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket"); } else{ alert('Not support websocket') } //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(event){ 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 function setMessageInnerHTML(innerHTML){ document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>'; } //关闭连接 function closeWebSocket(){ websocket.close(); } //发送消息 function send(){ var message = document.getElementById('text').value; websocket.send(message); } </script> </html>
例子2(一个websocket分发多个功能,通过参数区分)
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId> <version>1.3.5.RELEASE</version> </dependency>
package com.cuc.happyseat.config.websocket; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter; /** * 开启WebSocket支持 */ @Configuration public class WebSocketConfig { @Bean public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() { return new ServerEndpointExporter(); } }
WebSocket服务类对照下面的代码看:
第20行,@ServerEndpoint("/websocket/{userID}"),括号中的内容就是客户端请求Socket连接时的访问路径,userID是我要求客户端传来的参数,我这里算是为了标识该客户端吧。
第28行,在该类中添加属性 userID,并添加对应的getUserID()方法。
第46行,在onOpen()方法即建立连接的时候就接收参数userID,需要标识@PathParam("userID") 。接收参数后直接赋值给属性userID。
第140-157行,是针对特定客户端发送消息。服务器和客户端在建立连接成功后就生成了一个WebSocket对象,并存在集合中,对象里特有的属性是我们设置的userID。所以通过唯一的userID就能标识服务器与该客户端建立的那个连接啦!这样要求发送消息时,传入userID与消息,服务器在自己的WebSocket连接集合中遍历找到对应客户端的连接,就可以直接发消息过去啦~~
package com.cuc.happyseat.websocket; import java.io.IOException; import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet; import javax.websocket.EncodeException; import javax.websocket.OnClose; import javax.websocket.OnError; import javax.websocket.OnMessage; import javax.websocket.OnOpen; import javax.websocket.Session; import javax.websocket.server.PathParam; import javax.websocket.server.ServerEndpoint; import org.springframework.stereotype.Component; /*@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, * 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 */ @ServerEndpoint("/websocket/{userID}") @Component public class WebSocketServer { //每个客户端都会有相应的session,服务端可以发送相关消息 private Session session; //接收userID private Integer userID; //J.U.C包下线程安全的类,主要用来存放每个客户端对应的webSocket连接 private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> copyOnWriteArraySet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer>(); public Integer getUserID() { return userID; } /** * @Name:onOpen * @Description:打开连接。进入页面后会自动发请求到此进行连接 * @Author:mYunYu * @Create Date:14:46 2018/11/15 * @Parameters:@PathParam("userID") Integer userID * @Return: */ @OnOpen public void onOpen(Session session, @PathParam("userID") Integer userID) { this.session = session; this.userID = userID; System.out.println(this.session.getId()); copyOnWriteArraySet.add(this); } /** * @Name:onClose * @Description:用户关闭页面,即关闭连接 * @Author:mYunYu * @Create Date:14:46 2018/11/15 * @Parameters: * @Return: */ @OnClose public void onClose() { copyOnWriteArraySet.remove(this); } /** * @Name:onMessage * @Description:测试客户端发送消息,测试是否联通 * @Author:mYunYu * @Create Date:14:46 2018/11/15 * @Parameters: * @Return: */ @OnMessage public void onMessage(String message) { System.out.println("websocket收到客户端发来的消息:"+message); } /** * @Name:onError * @Description:出现错误 * @Author:mYunYu * @Create Date:14:46 2018/11/15 * @Parameters: * @Return: */ @OnError public void onError(Session session, Throwable error) { System.out.println("发生错误:" + error.getMessage() + "; sessionId:" + session.getId()); error.printStackTrace(); } public void sendMessage(Object object){ //遍历客户端 for (WebSocketServer webSocket : copyOnWriteArraySet) { System.out.println("websocket广播消息:" + object.toString()); try { //服务器主动推送 webSocket.session.getBasicRemote().sendObject(object) ; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } /** * @Name:sendMessage * @Description:用于发送给客户端消息(群发) * @Author:mYunYu * @Create Date:14:46 2018/11/15 * @Parameters: * @Return: */ public void sendMessage(String message) { //遍历客户端 for (WebSocketServer webSocket : copyOnWriteArraySet) { System.out.println("websocket广播消息:" + message); try { //服务器主动推送 webSocket.session.getBasicRemote().sendText(message); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } /** * @throws Exception * @Name:sendMessage * @Description:用于发送给指定客户端消息 * @Author:mYunYu * @Create Date:14:47 2018/11/15 * @Parameters: * @Return: */ public void sendMessage(Integer userID, String message) throws Exception { Session session = null; WebSocketServer tempWebSocket = null; for (WebSocketServer webSocket : copyOnWriteArraySet) { if (webSocket.getUserID() == userID) { tempWebSocket = webSocket; session = webSocket.session; break; } } if (session != null) { //服务器主动推送 tempWebSocket.session.getBasicRemote().sendText(message); } else { System.out.println("没有找到你指定ID的会话:{}"+ "; userId:" + userID); } } }
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