隨著互聯網的發展,傳統的HTTP協議已經很難滿足Web應用日益復雜的需求了。近年來,隨著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。
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,服務端進行處理后返回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模式對于信息變化不頻繁的Web應用來說造成的麻煩較小,而對于涉及實時信息的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規范提出之前,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。其實后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周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技術又可以分為長輪詢和流技術。長輪詢改進了上述的輪詢技術,減小了無用的請求。它會為某些數據設定過期時間,當數據過期后才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;流技術在大并發環境下,可能會考驗到服務端的性能。
這兩種技術都是基于請求-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,并且開發復雜度也較大。
**伴隨著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連接建立成功后,客戶端和服務端就可以通過TCP連接傳輸數據。因為WebSocket連接本質上是TCP連接,不需要每次傳輸都帶上重復的頭部數據,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規范,主要介紹下WebSocket在Java Web中的實現,并使用WebSocket實現一個聊天室。
JavaEE 7中出了JSR-356:Java API for WebSocket規范。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。下面的代碼也必須運行在Tomcat7.0.27以上的版本。
WebSocket服務端的代碼
//該注解用來指定一個URI,客戶端可以通過這個URI來連接到WebSocket。類似Servlet的注解mapping。無需在web.xml中配置。@ServerEndpoint("/webSocket")public class WebSocketDemo { // 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 final AtomicInteger onlineCount = new AtomicInteger(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可以為用戶標識 private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketDemo> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketDemo>(); //定義一個記錄客戶端的聊天昵稱 private final String nickname; // 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; public WebSocketDemo() { nickname = "訪客"+onlineCount.getAndIncrement(); } /* *使用@Onopen注解的表示當客戶端鏈接成功后的回掉。參數Session是可選參數 這個Session是WebSocket規范中的會話,表示一次會話。并非HttpSession */ @OnOpen public void onOpen(Session session) { this.session = session; webSocketSet.add(this); String message = String.format("[%s,%s]",nickname,"加入聊天室"); broadcast(message); System.out.println("onOpen"); }/* *使用@OnMessage注解的表示當客戶端發送消息后的回掉,第一個參數表示用戶發送的數據。參數Session是可選參數,與OnOpen方法中的session是一致的 */ @OnMessage public void onMessage(String message,Session session){ //這里當然會打印true System.out.println(this.session==session); broadcast(String.format("%s:%s",nickname,filter(message))); }/**用戶斷開鏈接后的回調,注意這個方法必須是客戶端調用了斷開鏈接方法后才會回調*/ @OnClose public void onClose() { webSocketSet.remove(this); String message = String.format("[%s,%s]",nickname,"離開了聊天室鏈接"); broadcast(message); } //完成群發 private void broadcast(String info){ for(WebSocketDemo w:webSocketSet){ try { synchronized (WebSocketDemo.class) { w.session.getBasicRemote().sendText(info); } } catch (IOException e) { System.out.println("向客戶端"+w.nickname+"發送消息失敗"); webSocketSet.remove(w); try { w.session.close(); } catch (IOException e1) {} String message = String.format("[%s,%s]",w.nickname,"已經斷開鏈接"); broadcast(message); } } } //對用戶的消息可以做一些過濾請求,如屏蔽關鍵字等等。。。 public static String filter(String message){ if(message==null){ return null; } return message; }}
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