Java后端WebSocket的Tomcat實現

2019-11-15 01:15:51

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供稿：網友

java后端WebSocket的Tomcat實現

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。

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。

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Demo代碼也是需要部署在Tomcat7.0.47上才能運行。

對瀏覽器的支持情況:

新建一個dynamic web項目：

客戶端（Web主頁）代碼：

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273 <%@pagelanguage="java"import="java.util.*"pageEncoding="UTF-8"%><%Stringpath=request.getContextPath();StringbasePath=request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";%><!DOCTYPEHTML><html><head><basehref="<%=basePath%>"><title>MyWebSocket</title></head><body>Welcome<br/><inputid="text"type="text"/><buttononclick="send()">Send</button><buttononclick="closeWebSocket()">Close</button><divid="message"></div></body><scripttype="text/Javascript">varwebsocket=null;//判斷當前瀏覽器是否支持WebSocketif('WebSocket'inwindow){websocket=newWebSocket("ws://localhost:8080/MyWebSocket/websocket");}else{alert('Notsupportwebsocket')}//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(){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functionsetMessageInnerHTML(innerHTML){document.getElementById('message').innerHTML+=innerHTML+'<br/>';}//關閉連接functioncloseWebSocket(){websocket.close();}//發送消息functionsend(){varmessage=document.getElementById('text').value;websocket.send(message);}</script></html>

Java Web后端代碼

創建一個注解為:@ServerEndpoint的webscoket的服務端.供前臺訪問.因為想實現點其它功能.所以在廣播給所有人這個方法里邊加上了type以備區分

注解說明圖:

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798 packagecom.chen.websocket;importjava.io.IOException;importjava.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;importjavax.websocket.OnClose;importjavax.websocket.OnError;importjavax.websocket.OnMessage;importjavax.websocket.OnOpen;importjavax.websocket.session;importjavax.websocket.server.ServerEndpoint;//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")publicclassMyWebSocket{//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。PRivatestaticintonlineCount=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privatestaticCopyOnWriteArraySet<MyWebSocket>webSocketSet=newCopyOnWriteArraySet<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privateSessionsession;/***連接建立成功調用的方法*@paramsession可選的參數。session為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*/@OnOpenpublicvoidonOpen(Sessionsession){this.session=session;webSocketSet.add(this);//加入set中addOnlineCount();//在線數加1System.out.println("有新連接加入！當前在線人數為"+getOnlineCount());}/***連接關閉調用的方法*/@OnClosepublicvoidonClose(){webSocketSet.remove(this);//從set中刪除subOnlineCount();//在線數減1System.out.println("有一連接關閉！當前在線人數為"+getOnlineCount());}/***收到客戶端消息后調用的方法*@parammessage客戶端發送過來的消息*@paramsession可選的參數*/@OnMessagepublicvoidonMessage(Stringmessage,Sessionsession){System.out.println("來自客戶端的消息:"+message);//群發消息for(MyWebSocketitem:webSocketSet){try{item.sendMessage(message);}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();continue;}}}/***發生錯誤時調用*@paramsession*@paramerror*/@OnErrorpublicvoidonError(Sessionsession,Throwableerror){System.out.println("發生錯誤");error.printStackTrace();}/***這個方法與上面幾個方法不一樣。沒有用注解，是根據自己需要添加的方法。*@parammessage*@throwsIOException*/publicvoidsendMessage(Stringmessage)throwsIOException{this.session.getBasicRemote().sendText(message);//this.session.getAsyncRemote().sendText(message);}publicstaticsynchronizedintgetOnlineCount(){returnonlineCount;}publicstaticsynchronizedvoidaddOnlineCount(){MyWebSocket.onlineCount++;}publicstaticsynchronizedvoidsubOnlineCount(){MyWebSocket.onlineCount--;}}