170.Spring Boot WebSocket：概念篇

 

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à Spring Boot源码

https://gitee.com/happyangellxq520/spring-boot

à Spring Boot交流平台

http://412887952-qq-com.iteye.com/blog/2321532

 

需求缘起：

       在比很久还很久的时候，就有网友留言：“谁知道为什么websocket在spring boot里用不了吗？”当时吧，因为实际项目中也没有使用WebSocket的需求，所以也就一直没有研究，最近想想还是需要研究，另外博主得说下，博主时间精力有限，没法所有的问题都及时的一个一个解答呀，只能说尽力吧！

       在之后的博客会讲到：websocket的概念，websocket的原理，websocket的群聊，websocket单聊……

 

效果展示：

我们先看下最终要实现的效果【单聊+群聊】，如下图：

à悟空消息：

 

à师傅消息：

 

à八戒消息：

 

长连接的产生

B/S结构的软件项目中有时客户端需要实时的获得服务器消息，但默认HTTP协议只支持请求响应模式，这样做可以简化Web服务器，减少服务器的负担，加快响应速度，因为服务器不需要与客户端长时间建立一个通信链接，但不容易直接完成实时的消息推送功能，如聊天室、后台信息提示、实时更新数据等功能，但通过polling、Longpolling、长连接、Flash Socket以及HTML5中定义的WebSocket能完成该功能需要。

一、Socket简介

Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。Socket的英文原义是“孔”或“插座”，作为UNIX的进程通信机制。Socket可以实现应用程序间网络通信。

Socket可以使用TCP/IP协议或UDP协议。

1.1 TCP/IP协议

TCP/IP（全称：Transmission Control Protocol/Internet Protocol）传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议。TCP/IP协议是目前应用最为广泛的协议，是构成Internet国际互联网协议的最为基础的协议,由TCP和IP协议组成：

（1）TCP协议：面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，负责数据的可靠性传输的问题。

（2）IP协议：用于报文交换网络的一种面向数据的协议，主要负责给每台网络设备一个网络地址，保证数据传输到正确的目的地。

 

2.1 UDP协议

UDP（全称：User Datagram Protocol）用户数据报协议，特点：无连接、不可靠、基于报文的传输层协议，优点是发送后不用管，速度比TCP快。

 

二、WebSocket简介与消息推送

B/S架构的系统多使用HTTP协议，HTTP协议的特点：

（1）无状态协议；

（2）用于通过 Internet 发送请求消息和响应消息；

（3）使用端口接收和发送消息，默认为80端口（https默认为443）；

底层通信还是使用Socket完成。

HTTP协议决定了服务器与客户端之间的连接方式，无法直接实现消息推送,一些变相的解决办法：

2.1 轮询

客户端定时向服务器发送Ajax请求，服务器接到请求后马上返回响应信息并关闭连接。

（1）优点：后端程序编写比较容易。

（2）缺点：请求中有大半是无用，浪费带宽和服务器资源。

（3）实例：适于小型应用。

（4）实现方式：在前端中使用定时器，定时向后台进行请求数据，在js中就是window.setInterval()。

 

2.2 长轮询

客户端向服务器发送Ajax请求，服务器接到请求后hold住连接，直到有新消息才返回响应信息并关闭连接，客户端处理完响应信息后再向服务器发送新的请求。

（1）优点：在无消息的情况下不会频繁的请求，耗费资小。

（2）缺点：服务器hold连接会消耗资源，返回数据顺序无保证，难于管理维护。

（3）实例：WebQQ、Hi网页版、FacebookIM。

（4）实现方式：Comet异步的ashx。

 

2.3 Flash Socket

在页面中内嵌入一个使用了Socket类的 Flash 程序JavaScript通过调用此Flash程序提供的Socket接口与服务器端的Socket接口进行通信，JavaScript在收到服务器端传送的信息后控制页面的显示。

优点：实现真正的即时通信，而不是伪即时。

缺点：客户端必须安装Flash插件；非HTTP协议，无法自动穿越防火墙。

实例：网络互动游戏。

实现方式：Adobe Flex。

 

2.4 Websocket

WebSocket是HTML5开始提供的一种浏览器与服务器间进行全双工通讯的网络技术。依靠这种技术可以实现客户端和服务器端的长连接，双向实时通信。

（1）特点: 事件驱动；异步；使用ws或者wss协议的客户端socket；能够实现真正意义上的推送功能。

（2）缺点：少部分浏览器不支持，浏览器支持的程度与方式有区别。

（3）浏览器兼容性问题：可以使用SockJS+Stomp。

 

三、WebSocket客户端

websocket允许通过JavaScript建立与远程服务器的连接，从而实现客户端与服务器间双向的通信。在websocket中有两个方法：

（1）send()向远程服务器发送数据

（2）close()关闭该websocket链接

websocket同时还定义了几个监听函数：

（1）onopen当网络连接建立时触发该事件

（2）onerror当网络发生错误时触发该事件

（3）onclose当websocket被关闭时触发该事件

（4）onmessage当websocket接收到服务器发来的消息的时触发的事件，也是通信中最重要的一个监听事件。

websocket还定义了一个readyState属性，这个属性可以返回websocket所处的状态：

（1）CONNECTING(0)： websocket正尝试与服务器建立连接

（2）OPEN(1)： websocket与服务器已经建立连接

（3）CLOSING(2)： websocket正在关闭与服务器的连接

（4）CLOSED(3)： websocket已经关闭了与服务器的连接

websocket的url开头是ws， 如果需要ssl加密可以使用wss，当我们调用websocket的构造方法构建一个websocket对象（new WebSocket(url)）的之后，就可以进行即时通信了。

四、WebSocket服务端

JSR356定义了WebSocket的规范，Tomcat7中实现了该标准。JSR356 的 WebSocket 规范使用 javax.websocket.*的 API，可以将一个普通 Java 对象（POJO）使用@ServerEndpoint 注释作为 WebSocket 服务器的端点。

上面简洁代码即建立了一个WebSocket的服务端，@ServerEndpoint("/push")的annotation注释端点表示将WebSocket服务端运行在ws://[Server端IP或域名]:[Server端口]/项目/push的访问端点，客户端浏览器已经可以对WebSocket客户端API发起HTTP长连接了。

       使用ServerEndpoint注释的类必须有一个公共的无参数构造函数，@onMessage注解的Java方法用于接收传入的WebSocket信息，这个信息可以是文本格式，也可以是二进制格式。

       OnOpen在这个端点一个新的连接建立时被调用。参数提供了连接的另一端的更多细节。Session表明两个WebSocket端点对话连接的另一端，可以理解为类似HTTPSession的概念。

OnClose在连接被终止时调用。参数closeReason可封装更多细节，如为什么一个WebSocket连接关闭。

更高级的定制如@Message注释，MaxMessageSize属性可以被用来定义消息字节最大限制，如果超过6个字节的信息被接收，就报告错误和连接关闭。

 

五、小结

Socket在应用程序间通信被广泛使用，如果需要兼容低版本的浏览器，建议使用反向ajax或长链接实现；如果纯移动端或不需考虑非现代浏览器则可以直接使用websocket。Flash实现推送消息的方法不建议使用，因为依赖插件且手机端支持不好。关于反向ajax也有一些封装好的插件如“Pushlet”。

à参考资料如下，文章版权信息归原作者所有，转载请注明出处：

WebSocket与消息推送

http://www.cnblogs.com/best/archive/2016/09/12/5695570.html

UDP协议

https://baike.baidu.com/item/UDP/571511?fr=aladdin

TCP/IP协议

https://baike.baidu.com/item/TCP%2FIP%E5%8D%8F%E8%AE%AE/212915?fr=aladdin&fromid=214077&fromtitle=tcp%2Fip