Websocket详细介绍

news2024/10/2 2:32:39

需求背景

在某个资产平台，在不了解需求的情况下，我突然接到了一个任务，让我做某个页面窗口的即时通讯，想到了用websocket技术，我从来没用过，被迫接受了这个任务，我带着浓烈的兴趣，就去研究了一下，网上资料那么多，我们必须找到适合自己的方案，我们开发的时候一定要基于现有框架的基础上去做扩展，不然会引发很多问题，比如：运行不稳定、项目无法启动等，废话不多说，直接上代码

WebScoekt介绍

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket通信协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455，并由RFC7936补充规范。WebSocket API也被W3C定为标准。
WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。
在这里插入图片描述

特点

  • 较少的控制开销。在连接创建后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小。在不包含扩展的情况下，对于服务器到客户端的内容，此头部大小只有2至10字节（和数据包长度有关）；对于客户端到服务器的内容，此头部还需要加上额外的4字节的掩码。相对于HTTP请求每次都要携带完整的头部，此项开销显著减少了。
  • 更强的实时性。由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。相对于HTTP请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少；即使是和Comet等类似的长轮询比较，其也能在短时间内更多次地传递数据。
    保持连接状态。与HTTP不同的是，Websocket需要先创建连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息。而HTTP请求可能需要在每个请求都携带状态信息（如身份认证等）。
  • 更好的二进制支持。Websocket定义了二进制帧，相对HTTP，可以更轻松地处理二进制内容。
    可以支持扩展。Websocket定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。如部分浏览器支持压缩等。
  • 更好的压缩效果。相对于HTTP压缩，Websocket在适当的扩展支持下，可以沿用之前内容的上下文，在传递类似的数据时，可以显著地提高压缩率。

解决方案介绍


PS：基于websocket的特点，我们打算放弃Ajax轮询，因为当客户端过多的时候，会导致消息收发有延迟、服务器压力增大。

API介绍


思路解析

首先，我们既然要发送消息，客户端和客户端是无法建立连接的，我们可以这样做，我们搭建服务端，所有的客户端都在服务端注册会话，我们把消息发送给服务端，然后由服务端转发给其他客户端，这样就可以和其他用户通讯了。

示例代码

服务端配置

package unicom.assetMarket.websocket.config;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocket;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketConfigurer;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketHandlerRegistry;
import unicom.assetMarket.websocket.handler.MyMessageHandler;
import unicom.assetMarket.websocket.interceptor.WebSocketInterceptor;

/**
 * @Author 庞国庆
 * @Date 2023/02/15/15:36
 * @Description
 */
@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {

    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry webSocketHandlerRegistry) {
        webSocketHandlerRegistry.addHandler(new MyMessageHandler(), "/accept")
            .addInterceptors(new WebSocketInterceptor())
            //允许跨域
            .setAllowedOrigins("*");
        webSocketHandlerRegistry.addHandler(new MyMessageHandler(),"/http/accept")
            .addInterceptors(new WebSocketInterceptor())
            .setAllowedOrigins("*").withSockJS();
    }

}

Interceptor

package unicom.assetMarket.websocket.interceptor;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.http.server.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.ServerHttpResponse;
import org.springframework.http.server.ServletServerHttpRequest;
import org.springframework.web.socket.WebSocketHandler;
import org.springframework.web.socket.server.support.HttpSessionHandshakeInterceptor;
import java.util.Map;

/**
 * @Author 庞国庆
 * @Date 2023/02/15/15:52
 * @Description
 */
@Slf4j
public class WebSocketInterceptor  extends HttpSessionHandshakeInterceptor {

    @Override
    public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler, Map<String, Object> attributes) throws Exception {
        if (request instanceof ServletServerHttpRequest) {
            ServletServerHttpRequest request1 = (ServletServerHttpRequest) request;
            String userId = request1.getServletRequest().getParameter("userId");
            attributes.put("currentUser", userId);
            log.info("用户{}正在尝试与服务端建立链接········", userId);
        }
        return super.beforeHandshake(request, response, wsHandler, attributes);
    }

    @Override
    public void afterHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler, Exception ex) {
        super.afterHandshake(request, response, wsHandler, ex);
    }
}

Handler

package unicom.assetMarket.websocket.handler;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.socket.*;
import org.springframework.web.socket.handler.TextWebSocketHandler;
import unicom.assetMarket.assetChat.service.CamsMarketChatMessageService;

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * @Author 庞国庆
 * @Date 2023/02/15/15:52
 * @Description
 */
@Slf4j
@Component
public class MyMessageHandler extends TextWebSocketHandler {

	//存储所有客户端的会话信息（线程安全）
    private final static Map<String, WebSocketSession> sessions = new ConcurrentHashMap<>();

    @Autowired(required = false)
    private CamsMarketChatMessageService service;

    @Override
    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession webSocketSession) throws Exception {
        String userId = this.getUserId(webSocketSession);
        if (StringUtils.isNotBlank(userId)) {
            sessions.put(userId, webSocketSession);
            log.info("用户{}已经建立链接", userId);
        }
    }

    @Override
    public void handleMessage(WebSocketSession webSocketSession, WebSocketMessage<?> webSocketMessage) throws Exception {
        String message = webSocketMessage.toString();
        String userId = this.getUserId(webSocketSession);
        log.info("服务器收到用户{}发送的消息:{}", userId, message);
        //webSocketSession.sendMessage(webSocketMessage);
        if (StringUtils.isNotBlank(message)) {
            //保存用户发送的消息数据
            service.saveData(message);
            //发送消息给指定用户
            doMessage(message);
        }
    }

    @Override
    public void handleTransportError(WebSocketSession webSocketSession, Throwable throwable) throws Exception {
        WebSocketMessage message = new TextMessage("发送异常：" + throwable.getMessage());
        //webSocketSession.sendMessage(message);
    }

    @Override
    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession webSocketSession, CloseStatus closeStatus) throws Exception {
        String userId = this.getUserId(webSocketSession);
        if (StringUtils.isNotBlank(userId)) {
            sessions.remove(userId);
            log.info("用户{}已经关闭会话", userId);
        } else {
            log.error("没有找到用户{}的会话", userId);
        }
    }

    @Override
    public boolean supportsPartialMessages() {
        return false;
    }

    /**
     * 根据会话查找已经注册的用户id
     *
     * @param session
     * @return
     */
    private String getUserId(WebSocketSession session) {
        String userId = (String) session.getAttributes().get("currentUser");
        return userId;
    }

    /**
     * 发送消息给指定用户
     *
     * @param userId
     * @param contents
     */
    public void sendMessageUser(String userId, String contents) throws Exception {
        WebSocketSession session = sessions.get(userId);
        if (session != null && session.isOpen()) {
            WebSocketMessage message = new TextMessage(contents);
            session.sendMessage(message);
        }
    }

    /**
     * 接收用户消息，转发给指定用户
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    public void doMessage(String msg) throws Exception {
        JSONObject jsonObject = JSONObject.parseObject(msg);
        String sendStaffId = jsonObject.getString("sendStaffId");
        String reciveStaffId = jsonObject.getString("reciveStaffId");
        String message = jsonObject.getString("message");
        //替换敏感字
        message = service.replaceSomething(message);
        this.sendMessageUser(reciveStaffId,message);
    }

}

JS代码

$(function() {
    connectWebSocket();
});

/**
 * 和服务器建立链接
 */
function connectWebSocket() {
    var userId = $("#sendStaffId").val();
    var host = window.location.host;
    if ('WebSocket' in window) {
        if (userId) {
            client = new WebSocket( "ws://"+ host + "/frm/accept?userId=" + userId,null);
            client.onopen = function (event) {
                console.log("连接成功");
            }
            client.onmessage = function (event) {
                console.log("接收到服务端的内容为：" + event.data);
            }
            client.onerror = function (event) {
                console.log("连接失败");
            }
            client.onclose = function (event) {
                console.log("与服务器断开连接");
            }
        }
    }
}

PS：这里我遇到了1个坑，就是在连接服务端的时候老是连接不上，我们在配置的代码中指定的匹配URL为 /accept，但是我发现就是连不上，后来找了很多资料，原来是忘了加个url，这个url就是我们在web.xml中配置的DispatcherServlet的拦截url，如下：
在这里插入图片描述
运行效果如下：
在这里插入图片描述
PS：页面还没写完，暂时先写到这里～

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