Java WebSocket的Tomcat實現

一、概述：

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上才能運行。

二、Java Websocket Demo示例：

新建一個dynamic web項目：

客戶端（Web主頁）代碼：

[html]view
plain copy
 
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>  

<%  

String path = request.getContextPath();  

String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";  

%>  

<!DOCTYPE HTML>  

<html>  

  <head>  

    <base href="<%=basePath%>">  

    <title>My WebSocket</title>  

  </head>  

  <body>  

    Welcome<br/>  

    <input id="text" type="text" /><button onclick="send()">Send</button>    <button onclick="closeWebSocket()">Close</button>  

    <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/MyWebSocket/websocket");  

      }  

      else{  

          alert('Not support websocket')  

      }  

      //連接發生錯誤的回調方法  

      websocket.onerror = function(){  

          setMessageInnerHTML("error");  

      };  

      //連接成功建立的回調方法  

      websocket.onopen = function(event){  

          setMessageInnerHTML("open");  

      }  

      //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("close");  

      }  

      //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(){  

          websocket.close();  

      }  

      //將消息顯示在網頁上  

      function setMessageInnerHTML(innerHTML){  

          document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';  

      }  

      //關閉連接  

      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：

[html]view
plain copy
 
package com.chen.websocket;  

import java.io.IOException;  

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;  

import javax.websocket.OnClose;  

import javax.websocket.OnError;  

import javax.websocket.OnMessage;  

import javax.websocket.OnOpen;  

import javax.websocket.Session;  

import javax.websocket.server.ServerEndpoint;  

//該註解用來指定一個URI，客戶端可以通過這個URI來連接到WebSocket。類似Servlet的註解mapping。無需在web.xml中配置。  

@ServerEndpoint("/websocket")  

public class MyWebSocket {  

    //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<MyWebSocket> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<MyWebSocket>();  

    //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(MyWebSocket 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() {  

        MyWebSocket.onlineCount++;  

    }  

    public static synchronized void subOnlineCount() {  

        MyWebSocket.onlineCount--;  

    }  

}

Java WebSocket的Tomcat實現

一、概述：

二、Java Websocket Demo示例：

客戶端（Web主頁）代碼：

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