h5 協議 webSocket的介紹和使用方法

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

　　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;

    //current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--;
    }
}

h5 協議 webSocket的介紹和使用方法

一.WebSocket簡單介紹

二.WebSocket

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