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# WebSocket简单


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。

# WebSocket示例


1.新建JavaWeb测试项目

在pom.xml中添加Jar包依赖
<dependency>         <groupId>javax</groupId>         <artifactId>javaee-api</artifactId>         <version>7.0</version>         <scope>provided</scope> </dependency>
客户端(Web主页)代码:
  <%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8" %>  <!DOCTYPE html>  <html>  <head>      <title>Java后端WebSocket的Tomcat实现</title>  </head>  <body>      Welcome<br/><input id="text" type="text"/>      <button onclick="send()">发送消息</button>    <hr/>     <button onclick="closeWebSocket()">关闭WebSocket连接</button>     <hr/>     <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('当前浏览器 Not support websocket') }
//连接发生错误的回调方法 websocket.onerror = function () { setMessageInnerHTML("WebSocket连接发生错误"); };
//连接成功建立的回调方法 websocket.onopen = function () { setMessageInnerHTML("WebSocket连接成功"); }
//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("WebSocket连接关闭"); }
//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 () { closeWebSocket(); }
//将消息显示在网页上 function setMessageInnerHTML(innerHTML) { document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>'; }
//关闭WebSocket连接 function closeWebSocket() { websocket.close(); }
//发送消息 function send() { var message = document.getElementById('text').value; websocket.send(message); }</script> </html>
  Java Web后端代码
  package me.gacl.websocket;   import java.io.IOException;  import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;   import javax.websocket.*;  import javax.websocket.server.ServerEndpoint;   /**  * @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") public class WebSocketTest {     //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。     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 private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest>();
//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 * @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 */ @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()); }
/** * 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 * @param session 可选的参数 */ @OnMessage public void onMessage(String message, Session session) { System.out.println("来自客户端的消息:" + message); //群发消息 for(WebSocketTest item: webSocketSet){ try { item.sendMessage(message); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); continue; } } }
/** * 发生错误时调用 * @param session * @param error */ @OnError public void onError(Session session, Throwable error){ 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。 * @param message * @throws IOException */ public void sendMessage(String message) throws IOException{ this.session.getBasicRemote().sendText(message); //this.session.getAsyncRemote().sendText(message); }
public static synchronized int getOnlineCount() { return onlineCount; }
public static synchronized void addOnlineCount() { WebSocketTest.onlineCount++; }
public static synchronized void subOnlineCount() { WebSocketTest.

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:
  
该Demo在Jdk1.7+Tomcat7.0.65下环境测试过。

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