spring-boot整合websocket

WebSocket简介

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。

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。

本文主要介绍了websocket在spring-boot上的搭建原理，已经部分demo的参考。

引入websocket依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot
    <artifactId>spring-boot-starter-websocket
</dependency>

配置WebSocketConfig

/*
 * File: WebSocketConfig.java
 * Created By: fengtao.xue@gausscode.com
 * Date: 2019-03-20
 */

package cn.feng.dev.websocket.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;


/**
 * @author fengtao.xue
 */


@Configuration
public class WebSocketConfig {
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

WebSocketServer

/*
 * File: WebSocketServer.java
 * Created By: fengtao.xue@gausscode.com
 * Date: 2019-03-21
 */

package cn.gausscode.calo.frontend.rest.websocket;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;


/**
 * @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
 * @author fengtao.xue
 */
@ServerEndpoint("/websocket/{userId}")
@Component
public class WebSocketServer {
    static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebSocketServer.class);
    //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 final AtomicInteger OnlineCount = new AtomicInteger(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 ConcurrentHashMap<String, WebSocketServer> webSocketSet = new ConcurrentHashMap<String,WebSocketServer>();
    //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 WebSocketsession;
    //当前发消息的人员userId
    private String userId = "";

    /**
     * 连接建立成功调用的方法*/
    @OnOpen
    public void onOpen(@PathParam(value = "userId") String param, Session WebSocketsession, EndpointConfig config) {
        userId = param;
        //log.info("authKey:{}",authKey);
        this.WebSocketsession = WebSocketsession;
        webSocketSet.put(param, this);//加入map中
        int cnt = OnlineCount.incrementAndGet(); // 在线数加1
        logger.info("有连接加入，当前连接数为：{}", cnt);
        sendMessage(this.WebSocketsession, "连接成功");
    }

    /**
     * 连接关闭调用的方法
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        if (!userId.equals("")){
            webSocketSet.remove(userId);//从set中删除
            int cnt = OnlineCount.decrementAndGet();
            logger.info("有连接关闭，当前连接数为：{}", cnt);
        }
    }

    /**
     * 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) {
        logger.info("来自客户端的消息：{}",message);
        sendMessage(session, "收到消息，消息内容："+message);
    }

    /**
     *
     * @param session
     * @param error
     */
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        logger.error("发生错误：{}，Session ID： {}",error.getMessage(),session.getId());
        error.printStackTrace();
    }

    /**
     * 发送消息，实践表明，每次浏览器刷新，session会发生变化。
     * @param message
     */
    public void sendMessage(Session session, String message) {
        try {
            session.getBasicRemote().sendText(String.format("%s (From Server，Session ID=%s)",message,session.getId()));
            //session.getBasicRemote().sendText(String.format("%s",message));
        } catch (IOException e) {
            logger.error("发送消息出错：{}", e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 群发消息
     * @param message
     * @throws IOException
     */
    public void broadCastInfo(String message) {
        for (String key : webSocketSet.keySet()) {
            Session session = webSocketSet.get(key).WebSocketsession;
            if(session != null && session.isOpen() && !userId.equals(key)){
                sendMessage(session, message);
            }
        }
    }

    /**
     * 指定Session发送消息
     * @param message
     * @throws IOException
     */
    public void sendToUser(String userId, String message) {
        WebSocketServer webSocketServer = webSocketSet.get(userId);
        if ( webSocketServer != null && webSocketServer.WebSocketsession.isOpen()){
            sendMessage(webSocketServer.WebSocketsession, message);
        }
        else{
            logger.warn("当前用户不在线：{}",userId);
        }
    }
}

Controller

/*
 * File: Controller.java
 * Created By: fengtao.xue@gausscode.com
 * Date: 2019-03-20
 */

package cn.feng.dev.websocket.web;

import cn.feng.dev.websocket.service.WebSocketServer;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.io.IOException;


/**
 * @author fengtao.xue
 */
@RestController
public class Controller {
    static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(Controller.class);

    @Autowired
    WebSocketServer webSocketServer;

    /**
     * 群发消息内容
     *
     * @param message
     * @return
     */
    @RequestMapping(value = "/ws/sendAll", method = RequestMethod.GET)
    public String sendAllMessage(@RequestParam(required = true) String message) {
        try {
            webSocketServer.broadCastInfo(message);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "success";
    }

    /**
     * 指定会话ID发消息
     *
     * @param message 消息内容
     * @param userId      连接会话ID
     * @return
     */
    @RequestMapping(value = "/ws/sendOne", method = RequestMethod.GET)
    public String sendOneMessage(@RequestParam(required = true) String message,
                                 @RequestParam(required = true) String userId) {
        try {
            webSocketServer.sendToUser(userId, message);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "success";
    }
}

index.html

<!DOCTYPE html>
<!--
功能：WebSocket使用示例
 -->
<html>
<head>
    <!--<link href="/webjars/bootstrap/css/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
    <link href="/main.css" rel="stylesheet">
    <script src="/webjars/jquery/jquery.min.js"></script>-->
    <meta charset="UTF-8">
    <title>websocket测试</title>
    <style type="text/css">
        h3,h4{
            text-align:center;
        }
    </style>
</head>
<body>

<h3>WebSocket测试，在<span style="color:red">控制台</span>查看测试信息输出！</h3>
<h4>http://okcdev.cn</h4>
<h4>
    [url=/ws/sendOne?message=单发消息内容&id=none]单发消息链接[/url]
    [url=/ws/sendAll?message=群发消息内容]群发消息链接[/url]
</h4>
<div class="row">
    <div class="col-md-12">
        <table id="conversation" class="table table-striped">
            <thead>
            <tr>
                <th>Greetings</th>
            </tr>
            </thead>
            <tbody id="greetings">
            </tbody>
        </table>
    </div>
</div>


<script type="text/javascript">

    function setMessageInnerHTML(sendMessage) {
        document.getElementById('greetings').innerHTML += sendMessage + '<br/>';
    }

    var socket;
    var userId = 11111111111;
    if (typeof (WebSocket) == "undefined") {
        console.log("遗憾：您的浏览器不支持WebSocket");
    } else {
        console.log("恭喜：您的浏览器支持WebSocket");

        //实现化WebSocket对象
        //指定要连接的服务器地址与端口建立连接
        //注意ws、wss使用不同的端口。我使用自签名的证书测试，
        //无法使用wss，浏览器打开WebSocket时报错
        //ws对应http、wss对应https。
        socket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket/" + userId);
        //连接打开事件
        socket.onopen = function() {
            console.log("Socket 已打开");
            //socket.send("消息发送测试(From Client)");
        };
        //收到消息事件
        socket.onmessage = function(msg) {
            console.log(msg.data);
            setMessageInnerHTML(msg.data);
            //$("#greetings").append("<tr><td>" + msg.data + "</td></tr>");
        };
        //连接关闭事件
        socket.onclose = function() {
            console.log("Socket已关闭");
        };
        //发生了错误事件
        socket.onerror = function() {
            alert("Socket发生了错误");
        }

        //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();
        }

        //关闭WebSocket连接
        function closeWebSocket() {
            socket.close();
        }

        //窗口关闭时，关闭连接
        /*window.unload=function() {
            socket.close();
        };*/
    }
</script>

</body>
</html>

工程结构路径

image.png

运行效果

image.png