Java中Websocket使用实例解读

介绍

现在很多网站为了实现即时通讯，所用的技术都是轮询(polling)。轮询是在特定的的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP request，然后由服务器返回最新的数据给客服端的浏览器。

这种传统的HTTP request 的模式带来很明显的缺点 – 浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP request 的header是非常长的，里面包含的数据可能只是一个很小的值，这样会占用很多的带宽。

而最比较新的技术去做轮询的效果是comet – 用了AJAX。但这种技术虽然可达到全双工通信，但依然需要发出请求。

在 WebSocket API，浏览器和服务器只需要要做一个握手的动作，然后，浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。

运行环境：

客户端

实现了websocket的浏览器

Chrome	Supported in version 4+
Firefox	Supported in version 4+
Internet Explorer	Supported in version 10+
Opera	Supported in version 10+
Safari	Supported in version 5+

服务端

依赖

Tomcat 7.0.47以上 + J2EE7

<dependency>
    <groupId>org.apache.tomcat</groupId>
    <artifactId>tomcat-websocket-api</artifactId>
    <version>7.0.47</version>
    <scope>provided</scope>
</dependency>  

<dependency>
    <groupId>javax</groupId>
    <artifactId>javaee-api</artifactId>
    <version>7.0</version>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

注意：早前业界没有统一的标准，各服务器都有各自的实现，现在J2EE7的JSR356已经定义了统一的标准，请尽量使用支持最新通用标准的服务器。

详见：
http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/jsr356-1937161.html
http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/1909962

我是用的Tomcat 7.0.57 + Java7
必须是Tomcat 7.0.47以上
详见：http://www.iteye.com/news/28414

ps：最早我们是用的Tomcat 7自带的实现，后来要升级Tomcat 8，结果原来的实现方式在Tomcat 8不支持了，就只好切换到支持Websocket 1.0版本的Tomcat了。

主流的java web服务器都有支持JSR365标准的版本了，请自行Google。

用nginx做反向代理的需要注意啦，socket请求需要做特殊配置的，切记！

Tomcat的处理方式建议修改为NIO的方式，同时修改连接数到合适的参数，请自行Google！

服务端不需要在web.xml中做额外的配置，Tomcat启动后就可以直接连接了。

实现

import com.dooioo.websocket.utils.SessionUtils;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

/**
 * 功能说明：websocket处理类, 使用J2EE7的标准
 *         切忌直接在该连接处理类中加入业务处理代码
 * 作者：liuxing(2014-11-14 04:20)
 */
//relationId和userCode是我的业务标识参数,websocket.ws是连接的路径，可以自行定义
@ServerEndpoint("/websocket.ws/{relationId}/{userCode}")
public class WebsocketEndPoint {

    private static Log log = LogFactory.getLog(WebsocketEndPoint.class);

    /**
     * 打开连接时触发
     * @param relationId
     * @param userCode
     * @param session
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(@PathParam("relationId") String relationId,
                       @PathParam("userCode") int userCode,
                       Session session){
        log.info("Websocket Start Connecting: " + SessionUtils.getKey(relationId, userCode));
        SessionUtils.put(relationId, userCode, session);
    }

    /**
     * 收到客户端消息时触发
     * @param relationId
     * @param userCode
     * @param message
     * @return
     */
    @OnMessage
    public String onMessage(@PathParam("relationId") String relationId,
                            @PathParam("userCode") int userCode,
                            String message) {
        return "Got your message (" + message + ").Thanks !";
    }

    /**
     * 异常时触发
     * @param relationId
     * @param userCode
     * @param session
     */
    @OnError
    public void onError(@PathParam("relationId") String relationId,
                        @PathParam("userCode") int userCode,
                        Throwable throwable,
                        Session session) {
        log.info("Websocket Connection Exception: " + SessionUtils.getKey(relationId, userCode));
        log.info(throwable.getMessage(), throwable);
        SessionUtils.remove(relationId, userCode);
    }

    /**
     * 关闭连接时触发
     * @param relationId
     * @param userCode
     * @param session
     */
    @OnClose
    public void onClose(@PathParam("relationId") String relationId,
                        @PathParam("userCode") int userCode,
                        Session session) {
        log.info("Websocket Close Connection: " + SessionUtils.getKey(relationId, userCode));
        SessionUtils.remove(relationId, userCode);
    }

}

工具类用来存储唯一key和连接

这个是我业务的需要，我的业务是服务器有对应动作触发时，推送数据到客户端，没有接收客户端数据的操作。

import javax.websocket.Session;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * 功能说明：用来存储业务定义的sessionId和连接的对应关系
 *          利用业务逻辑中组装的sessionId获取有效连接后进行后续操作
 * 作者：liuxing(2014-12-26 02:32)
 */
public class SessionUtils {

    public static Map<String, Session> clients = new ConcurrentHashMap<>();

    public static void put(String relationId, int userCode, Session session){
        clients.put(getKey(relationId, userCode), session);
    }

    public static Session get(String relationId, int userCode){
        return clients.get(getKey(relationId, userCode));
    }

    public static void remove(String relationId, int userCode){
        clients.remove(getKey(relationId, userCode));
    }

    /**
     * 判断是否有连接
     * @param relationId
     * @param userCode
     * @return
     */
    public static boolean hasConnection(String relationId, int userCode) {
        return clients.containsKey(getKey(relationId, userCode));
    }

    /**
     * 组装唯一识别的key
     * @param relationId
     * @param userCode
     * @return
     */
    public static String getKey(String relationId, int userCode) {
        return relationId + "_" + userCode;
    }

}

推送数据到客户端

在其他业务方法中调用

/**
 * 将数据传回客户端
 * 异步的方式
 * @param relationId
 * @param userCode
 * @param message
 */
public void broadcast(String relationId, int userCode, String message) {
    if (TelSocketSessionUtils.hasConnection(relationId, userCode)) {
        TelSocketSessionUtils.get(relationId, userCode).getAsyncRemote().sendText(message);
    } else {
        throw new NullPointerException(TelSocketSessionUtils.getKey(relationId, userCode) + " Connection does not exist");
    }
}

我是使用异步的方法推送数据，还有同步的方法

详见：http://docs.oracle.com/javaee/7/api/javax/websocket/Session.html

客户端代码

var webSocket = null;
var tryTime = 0;
$(function () {
    initSocket();

    window.onbeforeunload = function () {
        //离开页面时的其他操作
    };
});

/**
 * 初始化websocket，建立连接
 */
function initSocket() {
    if (!window.WebSocket) {
        alert("您的浏览器不支持websocket！");
        return false;
    }

    webSocket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8080/websocket.ws/" + relationId + "/" + userCode);

    // 收到服务端消息
    webSocket.onmessage = function (msg) {
        console.log(msg);
    };

    // 异常
    webSocket.onerror = function (event) {
        console.log(event);
    };

    // 建立连接
    webSocket.onopen = function (event) {
        console.log(event);
    };

    // 断线重连
    webSocket.onclose = function () {
        // 重试10次，每次之间间隔10秒
        if (tryTime < 10) {
            setTimeout(function () {
                webSocket = null;
                tryTime++;
                initSocket();
            }, 500);
        } else {
            tryTime = 0;
        }
    };

}

其他调试工具

Java实现一个websocket的客户端

依赖：

<dependency>
    <groupId>org.java-websocket</groupId>
    <artifactId>Java-WebSocket</artifactId>
    <version>1.3.0</version>
</dependency>

代码：

import java.io.IOException;
import javax.websocket.ClientEndpoint;
import javax.websocket.OnError;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;  

@ClientEndpoint
public class MyClient {
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        System.out.println("Connected to endpoint: " + session.getBasicRemote());
        try {
            session.getBasicRemote().sendText("Hello");
        } catch (IOException ex) {
        }
    }  

    @OnMessage
    public void onMessage(String message) {
        System.out.println(message);
    }  

    @OnError
    public void onError(Throwable t) {
        t.printStackTrace();
    }
}

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.URI;
import javax.websocket.ContainerProvider;
import javax.websocket.DeploymentException;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.WebSocketContainer;  

public class MyClientApp {  

    public Session session;  

    protected void start()
             {  

            WebSocketContainer container = ContainerProvider.getWebSocketContainer();  

            String uri = "ws://127.0.0.1:8080/websocket.ws/relationId/12345";
            System.out.println("Connecting to " + uri);
            try {
                session = container.connectToServer(MyClient.class, URI.create(uri));
            } catch (DeploymentException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }               

    }
    public static void main(String args[]){
        MyClientApp client = new MyClientApp();
        client.start();  

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String input = "";
        try {
            do{
                input = br.readLine();
                if(!input.equals("exit"))
                    client.session.getBasicRemote().sendText(input);  

            }while(!input.equals("exit"));  

        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

chrome安装一个websocket客户端调试

最后

为了统一的操作体验，对于一些不支持websocket的浏览器，请使用socketjs技术做客户端开发。