WebSocket 学习教程（一）：理论

一.WebSocket简单介绍

　　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。

　　Comet技术又可以分为长轮询和流技术。长轮询改进了上述的轮询技术，减小了无用的请求。它会为某些数据设定过期时间，当数据过期后才会向服务端发送请求；这种机制适合数据的改动不是特别频繁的情况。流技术通常是指客户端使用一个隐藏的窗口与服务端建立一个HTTP长连接，服务端会不断更新连接状态以保持HTTP长连接存活；这样的话，服务端就可以通过这条长连接主动将数据发送给客户端；流技术在大并发环境下，可能会考验到服务端的性能。

　　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。

　　JavaEE 7中出了JSR-356:Java API for WebSocket规范。不少Web容器，如Tomcat,Nginx,Jetty等都支持WebSocket。Tomcat从7.0.27开始支持 WebSocket，从7.0.47开始支持JSR-356，下面的Demo代码也是需要部署在Tomcat7.0.47以上的版本才能运行。

　在pom.xml中添加Jar包依赖

1 <dependency>

2         <groupId>javax</groupId>

3         <artifactId>javaee-api</artifactId>

4         <version>7.0</version>

5         <scope>provided</scope>

6 </dependency>

前台html：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<title>Insert title here</title>

<!-- 添加IE支持 -->

<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"/>

　 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />

<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,chrome=1"/>

　<meta content='width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no' name='viewport' />

　 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />

<!-- 如果浏览器不支持socktjs，添加支持 -->

<script src="socket.io.js"></script>

<!-- <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/socket.io/2.0.3/socket.io.js"></script> -->

</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;

//判断当前浏览器是否支持WebSocket

if('WebSocket' in window){

websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/SpringWebSocketDemo/websocket");

}

else{

alert('Not support websocket')

}

//发送消息

function send(){

var message = document.getElementById('text').value;

websocket.send(message);

}

//连接发生错误的回调方法

websocket.onerror = function(){

//setMessageInnerHTML("error");

alert("error");

};

//连接成功建立的回调方法

websocket.onopen = function(event){

setMessageInnerHTML("open");

}

//接收到消息的回调方法

websocket.onmessage = function(event){

setMessageInnerHTML(event.data);

}

//连接关闭的回调方法

websocket.onclose = function(){

setMessageInnerHTML("close");

}

//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(){

websocket.close();

}

//将消息显示在网页上

function setMessageInnerHTML(innerHTML){

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

}

//关闭连接

function closeWebSocket(){

websocket.close();

}

</script>

</html>

后台代码：

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;

/**

* @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

*/

@ServerEndpoint("/websocket")

public class WebSocketTest {

//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 int onlineCount = 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 CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest>();

//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 session;

/**

* 连接建立成功调用的方法

* @param session 可选的参数。session为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

*/

@OnOpen

public void onOpen(Session session){

this.session = session;

webSocketSet.add(this); //加入set中

addOnlineCount(); //在线数加1

System.out.println("有新连接加入！当前在线人数为" + getOnlineCount());

}

/**

* 连接关闭调用的方法

*/

@OnClose

public void onClose(){

webSocketSet.remove(this); //从set中删除

subOnlineCount(); //在线数减1

System.out.println("有一连接关闭！当前在线人数为" + getOnlineCount());

}

/**

* 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

* @param session 可选的参数

*/

@OnMessage

public void onMessage(String message, Session session) {

System.out.println("来自客户端的消息:" + message);

//群发消息

for(WebSocketTest item: webSocketSet){

try {

item.sendMessage(message);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

continue;

}

}

}

/**

* 发生错误时调用

* @param session

* @param error

*/

@OnError

public void onError(Session session, Throwable error){

System.out.println("发生错误");

error.printStackTrace();

}

/**

* 这个方法与上面几个方法不一样。没有用注解，是根据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--;

}

}

websocket 必须jre要是1.7以上的，否则不生效。适用自动提醒开发