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一.WebSocket簡單介紹
隨着互聯網的發展,傳統的HTTP協議已經很難滿足Web應用日益複雜的需求了。近年來,隨着HTML5的誕生,WebSocket協議被提出,它實現了瀏覽器與服務器的全雙工通信,擴展了瀏覽器與服務端的通信功能,使服務端也能主動向客戶端發送數據。
我們知道,傳統的HTTP協議是無狀態的,每次請求(request)都要由客戶端(如 瀏覽器)主動發起,服務端進行處理後返回response結果,而服務端很難主動向客戶端發送數據;這種客戶端是主動方,服務端是被動方的傳統Web模式 對於信息變化不頻繁的Web應用來說造成的麻煩較小,而對於涉及實時信息的Web應用卻帶來了很大的不便,如帶有即時通信、實時數據、訂閱推送等功能的應 用。在WebSocket規範提出之前,開發人員若要實現這些實時性較強的功能,經常會使用折衷的解決方法:輪詢(polling)和Comet技術。其實後者本質上也是一種輪詢,只不過有所改進。
輪詢是最原始的實現實時Web應用的解決方案。輪詢技術要求客戶端以設定的時間間隔週期性地向服務端發送請求,頻繁地查詢是否有新的數據改動。明顯地,這種方法會導致過多不必要的請求,浪費流量和服務器資源。
Comet技術又可以分爲長輪詢和流技術。長輪詢改進了上述的輪詢技術,減小了無用的請求。它會爲某些數據設定過期時間,當數據過期後纔會向服務端發送請求;這種機制適合數據的改動不是特別頻繁的情況。流技術通常是指客戶端使用一個隱藏的窗口與服務端建立一個HTTP長連接,服務端會不斷更新連接狀態以保持HTTP長連接存活;這樣的話,服務端就可以通過這條長連接主動將數據發送給客戶端;流技術在大併發環境下,可能會考驗到服務端的性能。
這兩種技術都是基於請求-應答模式,都不算是真正意義上的實時技術;它們的每一次請求、應答,都浪費了一定流量在相同的頭部信息上,並且開發複雜度也較大。
伴隨着HTML5推出的WebSocket,真正實現了Web的實時通信,使B/S模式具備了C/S模式的實時通信能力。WebSocket的工作流程是這 樣的:瀏覽器通過JavaScript向服務端發出建立WebSocket連接的請求,在WebSocket連接建立成功後,客戶端和服務端就可以通過 TCP連接傳輸數據。因爲WebSocket連接本質上是TCP連接,不需要每次傳輸都帶上重複的頭部數據,所以它的數據傳輸量比輪詢和Comet技術小 了很多。本文不詳細地介紹WebSocket規範,主要介紹下WebSocket在Java Web中的實現。
JavaEE 7中出了JSR-356:Java API for WebSocket規範。不少Web容器,如Tomcat,Nginx,Jetty等都支持WebSocket。Tomcat從7.0.27開始支持 WebSocket,從7.0.47開始支持JSR-356,下面的Demo代碼也是需要部署在Tomcat7.0.47以上的版本才能運行。
二.WebSocket示例
2.1.新建JavaWeb測試項目
在pom.xml中添加Jar包依賴
<dependency>
<groupId>javax</groupId>
<artifactId>javaee-api</artifactId>
<version>7.0</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>
客戶端(Web主頁)代碼:
<%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8" %>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Java後端WebSocket的Tomcat實現</title>
</head>
<body>
Welcome<br/><input id="text" type="text"/>
<button onclick="send()">發送消息</button>
<hr/>
<button onclick="closeWebSocket()">關閉WebSocket連接</button>
<hr/>
<div id="message"></div>
</body>
<script type="text/javascript">
var websocket = null;
//判斷當前瀏覽器是否支持WebSocket
if ('WebSocket' in window) {
websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket");
}
else {
alert('當前瀏覽器 Not support websocket')
}
//連接發生錯誤的回調方法
websocket.onerror = function () {
setMessageInnerHTML("WebSocket連接發生錯誤");
};
//連接成功建立的回調方法
websocket.onopen = function () {
setMessageInnerHTML("WebSocket連接成功");
}
//接收到消息的回調方法
websocket.onmessage = function (event) {
setMessageInnerHTML(event.data);
}
//連接關閉的回調方法
websocket.onclose = function () {
setMessageInnerHTML("WebSocket連接關閉");
}
//監聽窗口關閉事件,當窗口關閉時,主動去關閉websocket連接,防止連接還沒斷開就關閉窗口,server端會拋異常。
window.onbeforeunload = function () {
closeWebSocket();
}
//將消息顯示在網頁上
function setMessageInnerHTML(innerHTML) {
document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';
}
//關閉WebSocket連接
function closeWebSocket() {
websocket.close();
}
//發送消息
function send() {
var message = document.getElementById('text').value;
websocket.send(message);
}
</script>
</html>
Java Web後端代碼
package me.gacl.websocket;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
/**
* @ServerEndpoint 註解是一個類層次的註解,它的功能主要是將目前的類定義成一個websocket服務器端,
* 註解的值將被用於監聽用戶連接的終端訪問URL地址,客戶端可以通過這個URL來連接到WebSocket服務器端
*/
@ServerEndpoint("/websocket")
public class WebSocketTest {
//靜態變量,用來記錄當前在線連接數。應該把它設計成線程安全的。
private static int onlineCount = 0;
//concurrent包的線程安全Set,用來存放每個客戶端對應的MyWebSocket對象。若要實現服務端與單一客戶端通信的話,可以使用Map來存放,其中Key可以爲用戶標識
private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest>();
//與某個客戶端的連接會話,需要通過它來給客戶端發送數據
private Session session;
/**
* 連接建立成功調用的方法
* @param session 可選的參數。session爲與某個客戶端的連接會話,需要通過它來給客戶端發送數據
*/
@OnOpen
public void onOpen(Session session){
this.session = session;
webSocketSet.add(this); //加入set中
addOnlineCount(); //在線數加1
System.out.println("有新連接加入!當前在線人數爲" + getOnlineCount());
}
/**
* 連接關閉調用的方法
*/
@OnClose
public void onClose(){
webSocketSet.remove(this); //從set中刪除
subOnlineCount(); //在線數減1
System.out.println("有一連接關閉!當前在線人數爲" + getOnlineCount());
}
/**
* 收到客戶端消息後調用的方法
* @param message 客戶端發送過來的消息
* @param session 可選的參數
*/
@OnMessage
public void onMessage(String message, Session session) {
System.out.println("來自客戶端的消息:" + message);
//羣發消息
for(WebSocketTest item: webSocketSet){
try {
item.sendMessage(message);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
continue;
}
}
}
/**
* 發生錯誤時調用
* @param session
* @param error
*/
@OnError
public void onError(Session session, Throwable error){
System.out.println("發生錯誤");
error.printStackTrace();
}
/**
* 這個方法與上面幾個方法不一樣。沒有用註解,是根據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.onlineCount--;
}
}
1.2.運行效果
同時打開Google瀏覽器和火狐瀏覽器進行多客戶端模擬測試,運行效果如下:
該Demo在Jdk1.7+Tomcat7.0.65下環境測試過,示例項目代碼下載