websocket学习和使用

1）WebSocket介绍

HTML5 Web Sockets规范定义了Web Sockets API，支持页面使用Web Socket协议与远程主机进行全双工的通信。它引入了WebSocket接口并且定义了一个全双工的通信通道，通过一个单一的套接字在Web上进行操作。HTML5 Web Sockets以最小的开销高效地提供了Web连接。相较于经常需要使用推送实时数据到客户端甚至通过维护两个HTTP连接来模拟全双工连接的旧的轮询或长轮询（Comet）来说，这就极大的减少了不必要的网络流量与延迟。

要使用HTML5 Web Sockets从一个Web客户端连接到一个远程端点，你要创建一个新的WebSocket实例并为之提供一个URL来表示你想要连接到的远程端点。该规范定义了ws://以及wss://模式来分别表示WebSocket和安全WebSocket连接。一个WebSocket连接是在客户端与服务器之间HTTP协议的初始握手阶段将其升级到Web Socket协议来建立的，其底层仍是TCP/IP连接。

2）优点

a）、服务器与客户端之间交换的标头信息很小，大概只有2字节；

b）、客户端与服务器都可以主动传送数据给对方；

c）、不用频率创建TCP请求及销毁请求，减少网络带宽资源的占用，同时也节省服务器资源；

3）WebSocket数据帧的介绍

a）、草案版本00到草案版本05之间，详细可以查看草案文档，解码编码可以看见Netty的WebSocketFrameDecoder和WebSocketFrameEncoder实现；

b）、草案版本06到现在最新的草案17，介绍参见文章：http://blog.csdn.net/fenglibing/article/details/6852497

4）WebSocket不同版本的几种握手方式
a）、无安全key、最老的WebSocket握手协议的实现（Flash）；
b）、带两个安全key请求头的后端握手实现；
c）、带一个安全key请求头的后端握手实现；

参见：http://blog.csdn.net/fenglibing/article/details/7100070

5）WebSocket可以穿越防火墙吗？

WebSocket使用标准的80及443端口，这两个都是防火墙友好协议，Web Sockets使用HTTP Upgrade机制升级到Web Socket协议。HTML5 Web Sockets有着兼容HTTP的握手机制，因此HTTP服务器可以与WebSocket服务器共享默认的HTTP与HTTPS端（80和443）。

6）、Web Sockets与代理服务器交互
代理服务器的问题：
a）、HTTP代理服务器可能会选择关闭流或闲置的WebSocket连接，因为它们看起好像是尝试连接一个没有回应的HTTP服务器；
b）、代理服务器可能会缓冲未加密的HTTP响应，这将会对HTTP响应流带来不可估计的延迟；
c）、未加密的WebSocket连接(ws://开头的请求)服务器时，如果中间存在透明代理服务器，连接可能会失败，或者发送消息会失败；而加密的WebSocket连接在存在透明代理服务器的情况下成功的机率会比较大；

关于代理详细参见：http://www.infoq.com/cn/articles/Web-Sockets-Proxy-Servers

WebSocket，并非HTML 5独有，WebSocket是一种协议。只是在handshake的时候，发送的链接信息头和HTTP相似。HTML 5只是实现了WebSocket的客户端。其实，难点在于服务端，服务端相对还是比较复杂的。

websocket 的协议在RFC6455中 http://tools.ietf.org/html/rfc6455#section-5.1

目前支持webSocket客户端有Firefox4、Chrome4、Opera10.70以及Safari5等，android手机上的webkit等支持html5的都支持，在客户端除了直接使用websocket的api也可以使用jquery.socket.jsatmosphere.js socket.io等

Java服务器支持webSocket有tomcat 7.0.27, Netty 3.3.x,Jetty 7.x,GlassFish 3.1.2，比她们更高的版本当然也支持了。

基于HTML5和Tomcat WebSocketServlet以及android聊天室简单实现

index.jsp

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"

    pageEncoding="UTF-8"%>

<%

    String path = request.getContextPath();

    String WsBasePath = "ws://" + request.getServerName() + ":"

            + request.getServerPort() + path + "/";

%>

<html>

<head>

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

<title>websocket聊天室</title>

<style type="text/css">

#chat {

    text-align: left;

    width: 600px;

    height: 500px;

    width: 600px;

}

#up {

    text-align: left;

    width: 100%;

    height: 400px;

    border: 1px solid green;

    OVERFLOW-Y: auto;

}

#down {

    text-align: left;

    height: 100px;

    width: 100%;

}

</style>

</head>

<body>

    <h2 align="center">基于HTML5的聊天室</h2>

    <div align="center" style="width: 100%; height: 700px;">

        <div id="chat">

            <div id="up"></div>

            <div id="down">

                <textarea style="width: 602px; height: 100%;" id="send"></textarea>

            </div>

        </div>

        <br/>

        <input type="button" value="连接" onclick="chat(this);"> <input

            type="button" value="发送" onclick="send(this);" disabled="disabled"

            id="send_btn" title="Ctrl+Enter发送">

    </div>

</body>

<script type="text/javascript">

    var socket;

    var receive_text = document.getElementById("up");

    var send_text = document.getElementById("send");

    function addText(msg) {

        receive_text.innerHTML += "<br/>" + msg;

        receive_text.scrollTop = receive_text.scrollHeight;

    }

    var chat = function(obj) {

        obj.disabled = "disabled";

        try{

            socket = new WebSocket('<%=WsBasePath + "chat"%>');

            receive_text.innerHTML += '<%=WsBasePath + "chat"%>';

            receive_text.innerHTML += "<font color=green>正在连接服务器……</font>";

        }catch(e){

            receive_text.innerHTML += "<font color=red>抱歉，您的浏览器不支持html5，请使用IE10或者最新版本的谷歌、火狐等浏览器！</font>";

        }

        //打开Socket 

        socket.onopen = function(event) {

            falg=false;

            addText("<font color=green>连接成功！</font>");

            document.getElementById("send_btn").disabled = false;

            send_text.focus();

            document.onkeydown = function(event) {

                if (event.keyCode == 13 && event.ctrlKey) {

                    send();

                }

            };

        };

        socket.onmessage = function(event) {

            addText(event.data);

        };

        socket.onclose = function(event) {

            addText("<font color=red>连接断开！</font>");

            obj.disabled = "";

        };

    };

    var send = function(obj) {

        if (send_text.value == "") {

            return;

        }

        socket.send(send_text.value);

        send_text.value = "";

        send_text.focus();

    };

</script>

</html>

ChatWebSocketServlet.java


import java.io.IOException;

import java.nio.ByteBuffer;

import java.nio.CharBuffer;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

import java.util.Set;

import javax.servlet.annotation.WebServlet;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

import org.apache.catalina.websocket.MessageInbound;

import org.apache.catalina.websocket.StreamInbound;

import org.apache.catalina.websocket.WebSocketServlet;

import org.apache.catalina.websocket.WsOutbound;

@WebServlet("/chat")

public class ChatWebSocketServlet extends WebSocketServlet {

    private final Map<Integer, WsOutbound> map = new HashMap<Integer, WsOutbound>();

    //private static final long serialVersionUID = -1058445282919079067L;

    private static final long serialVersionUID = 911879078000755859L;

    public class ChatMessageInbound extends MessageInbound {

        @Override

        protected void onBinaryMessage(ByteBuffer arg0) throws IOException {

            // TODO Auto-generated method stub

        }

        @Override

        protected void onTextMessage(CharBuffer arg0) throws IOException {

            // TODO Auto-generated method stub

            String msg = arg0.toString();

            Date date = new Date();

            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");

            msg = " <font color=green>匿名用户  " + sdf.format(date) + "</font><br/> " + msg;

            broadcast(msg);

        }

        @Override

        protected void onClose(int status) {

            // TODO Auto-generated method stub

            map.remove(getWsOutbound().hashCode());

            super.onClose(status);

        }

        @Override

        protected void onOpen(WsOutbound outbound) {

            // TODO Auto-generated method stub

            map.put(outbound.hashCode(), outbound);

            System.out.println("上线" + outbound.hashCode());

            super.onOpen(outbound);

        }

    }

    @Override

    protected StreamInbound createWebSocketInbound(String arg0,

            HttpServletRequest arg1) {

        // TODO Auto-generated method stub

        return new ChatMessageInbound();

    }

    private void broadcast(String msg) {

        Set<Integer> set = map.keySet();

        for (Integer integer : set) {

            WsOutbound outbound = map.get(integer);

            CharBuffer buffer = CharBuffer.wrap(msg);

            try {

                outbound.writeTextMessage(buffer);

                outbound.flush();

            } catch (IOException e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

    }

}

基于android客户端和websocket协议实现的有autobahn库，包含The WebSocket Protocol and The WebSocket Application Messaging Protocol (WAMP)，具体见链接 http://autobahn.ws/android。

package com.example.testwebsocket;


import de.tavendo.autobahn.WebSocketConnection;

import de.tavendo.autobahn.WebSocketConnectionHandler;

import de.tavendo.autobahn.WebSocketException;

import android.os.Bundle;

import android.app.Activity;

import android.view.Menu;

public class MainActivity extends Activity {

    @Override

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_main);

        System.out.println("开始连接websocket///");

        final WebSocketConnection wsc = new WebSocketConnection();

        try {

            wsc.connect(

                    "ws://10.204.79.19:8080/chat",

                    new WebSocketConnectionHandler() {

                        @Override

                        public void onOpen() {

                            // TODO Auto-generated method stub

                            System.out.println("onOpen");

                            wsc.sendTextMessage("Hello!");

                            //wsc.disconnect();

                            // super.onOpen();

                        }

                        @Override

                        public void onClose(int code, String reason) {

                            // TODO Auto-generated method stub

                            System.out.println("onClose reason=" + reason);

                            // super.onClose(code, reason);

                        }

                        @Override

                        public void onTextMessage(String payload) {

                            // TODO Auto-generated method stub

                            System.out.println("onTextMessage" + payload);

                            // super.onTextMessage(payload);

                        }

                        @Override

                        public void onRawTextMessage(byte[] payload) {

                            // TODO Auto-generated method stub

                            System.out.println("onRawTextMessage size="

                                    + payload.length);

                            // super.onRawTextMessage(payload);

                        }

                        @Override

                        public void onBinaryMessage(byte[] payload) {

                            // TODO Auto-generated method stub

                            System.out.println("onBinaryMessage size="

                                    + payload.length);

                            // super.onBinaryMessage(payload);

                        }

                    });

        } catch (WebSocketException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

    @Override

    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {

        // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.

        getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);

        return true;

    }

}

相关websocket协议实现的android版本库见截图

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