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Java+Tomcat开发WebSocket

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发表于 2017-12-6 11:53:04 | 查看: 1499| 回复: 0
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。
二.WebSocket示例
使用Maven建立WEB项目，在pom.xml中加入：
  1.   <!--  javaee begin -->
  2.                 <dependency>
  3.                         <groupId>javax</groupId>
  4.                         <artifactId>javaee-api</artifactId>
  5.                         <version>7.0</version>
  6.                         <scope>provided</scope>
  7.                 </dependency>
  8.                 <!--  javaee end -->
复制代码


客户端（Web主页）代码：
  1. <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
  2.     pageEncoding="UTF-8"%>
  3. <!DOCTYPE html>
  4. <html>
  5. <head>
  6. <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
  7. <title>WebSocket例子</title>
  8.   <%//@ include file="/frame/include/css.html" %>
  9.   <%//@ include file="/frame/include/head.html" %>
  10.   <style>
  11.   </style>
  12.    <script type="text/javascript">
  13.    var websocket = null;
  14.    //判断当前浏览器是否支持WebSocket
  15.    if ('WebSocket' in window) {
  16.            websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/GuTech.JVA/serverpush/websocket");
  17.    }else{
  18.            alert("浏览器不支持HTML的WebSocket功能!")
  19.    }
  20.    //连接成功建立的回调方法
  21.    websocket.onopen=function(){
  22.            setMessageInnerHTML("WebSocket连接成功");
  23.    }
  24.    //连接发生错误的回调方法
  25.    websocket.onerror=function(){
  26.            setMessageInnerHTML("WebSocket连接发生错误");
  27.    }
  28.    //接收到消息的回调方法
  29.    websocket.onmessage=function(event){
  30.            setMessageInnerHTML(event.data);
  31.    }
  32.    
  33.    //连接关闭的回调方法
  34.    websocket.onclose = function () {
  35.            setMessageInnerHTML("WebSocket连接关闭");
  36.    }
  37.    //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。
  38.    window.onbeforeunload = function () {
  39.            closeWebSocket();
  40.    }
  41.    
  42.   //将消息显示在网页上
  43.    function setMessageInnerHTML(innerHTML) {
  44.            document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';
  45.    }
  46.   
  47.   //关闭WebSocket连接
  48.   function closeWebSocket() {
  49.          websocket.close();
  50.   }
  51.   
  52.   //发送消息
  53.    function send(){
  54.            var message = document.getElementById('text').value;
  55.            websocket.send(message);
  56.    }
  57.    </script>
  58. </head>
  59. <body>
  60. <%//@ include file="/frame/include/body.html" %>
  61.         Welcome<br />
  62.         <input id="text" type="text" />
  63.         <button onclick="send()">发送消息</button>
  64.         <hr />
  65.         <button onclick="closeWebSocket()">关闭WebSocket连接</button>
  66.         <hr />
  67.         <div id="message"></div>
  68.         <%//@ include file="/frame/include/foot.html" %>
  69. </body>
  70. </html>
复制代码
后台JAVA代码：
  1. package com.gutech.frame.serverpush;

  3. import java.io.IOException;
  4. import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;

  6. import javax.websocket.OnClose;
  7. import javax.websocket.OnError;
  8. import javax.websocket.OnMessage;
  9. import javax.websocket.OnOpen;
  10. import javax.websocket.Session;
  11. import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

  13. /**
  14. * @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,
  15. *                 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
  16. */
  17. @ServerEndpoint("/serverpush/websocket")
  18. public class WebSocketTut {
  19.         // 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。
  20.         private static int onlineCount = 0;

  22.         // concurrent包的线程安全Set，用来存放每个客户端对应的MyWebSocket对象。
  23.         // 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
  24.         private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketTut> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketTut>();

  26.         // 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
  27.         private Session session;

  29.         /**
  30.          * 连接建立成功调用的方法
  31.          *
  32.          * @param session
  33.          *            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
  34.          */
  35.         @OnOpen
  36.         public void onOpen(Session session) {
  37.                 this.session = session;
  38.                 webSocketSet.add(this); // 加入set中
  39.                 addOnlineCount(); // 在线数加1
  40.                 System.out.println("有新连接加入！当前在线人数为" + getOnlineCount());
  41.         }

  43.         /**
  44.          * 连接关闭调用的方法
  45.          */
  46.         @OnClose
  47.         public void onClose() {
  48.                 webSocketSet.remove(this); // 从set中删除
  49.                 subOnlineCount(); // 在线数减1
  50.                 System.out.println("有一连接关闭！当前在线人数为" + getOnlineCount());
  51.         }

  53.         /**
  54.          * 收到客户端消息后调用的方法
  55.          *
  56.          * @param message
  57.          *            客户端发送过来的消息
  58.          * @param session
  59.          *            可选的参数
  60.          */
  61.         @OnMessage
  62.         public void onMessage(String message, Session session) {
  63.                 System.out.println("来自客户端的消息:" + message);
  64.                 // 群发消息
  65.                 for (WebSocketTut item : webSocketSet) {
  66.                         try {
  67.                                 item.sendMessage(session.getId() + ":" +message);
  68.                         } catch (IOException e) {
  69.                                 e.printStackTrace();
  70.                                 continue;
  71.                         }
  72.                 }
  73.         }

  75.         /**
  76.          * 发生错误时调用
  77.          *
  78.          * @param session
  79.          * @param error
  80.          */
  81.         @OnError
  82.         public void onError(Session session, Throwable error) {
  83.                 System.out.println("发生错误");
  84.                 error.printStackTrace();
  85.         }

  87.         /**
  88.          * 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。
  89.          *
  90.          * @param message
  91.          * @throws IOException
  92.          */
  93.         public void sendMessage(String message) throws IOException {
  94.                 this.session.getBasicRemote().sendText(message);
  95.                 // this.session.getAsyncRemote().sendText(message);
  96.         }

  98.         public static synchronized int getOnlineCount() {
  99.                 return onlineCount;
  100.         }

  102.         public static synchronized void addOnlineCount() {
  103.                 WebSocketTut.onlineCount++;
  104.         }

  106.         public static synchronized void subOnlineCount() {
  107.                 WebSocketTut.onlineCount--;
  108.         }

  110. }
复制代码
1.2.运行效果
　　同时打开Google浏览器和火狐浏览器进行多客户端模拟测试



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