Springboot项目使用原生Websocket

news2024/9/28 3:28:11

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  • 1.启用Websocket功能
  • 2.封装操作websocket session的工具
  • 3.保存websocket session的接口
  • 4.保存websocket session的类
  • 5.定义websocket 端点
  • 6.创建定时任务 ping websocket 客户端

1.启用Websocket功能

package com.xxx.robot.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocket;
import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig {

    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpoint() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }

}

2.封装操作websocket session的工具

package com.xxx.robot.websocket.util;

import java.util.Map;

import javax.websocket.Session;

import org.apache.tomcat.websocket.Constants;
import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;

import com.xxx.framework.security.config.MyUserDetails;
import com.xxx.framework.security.entity.LoginUser;
import com.xxx.user.entity.User;

public final class WebSocketSessionUtils {

    private WebSocketSessionUtils() {}

	public static final int WEBSOCKET_MAX_TEXT_MESSAGE_BUFFER_SIZE = 8 * 1024 * 1024;
    
    public static final int WEBSOCKET_MAX_BINARY_MESSAGE_BUFFER_SIZE = 8 * 1024 * 1024;
    
    /**
     * websocket block 发送超时 毫秒
     */
    public static final long WEBSOCKET_BLOCKING_SEND_TIMEOUT = 10 * 1000;

	/**
	 * 从 websocket session 中找到登录用户
	 * 其中 MyUserDetails 继承自 org.springframework.security.core.userdetails.User
	 * LoginUser、User 从业务层自定义的类
	 * 项目中使用了spring security框架
	 */
    public static User findUser (Session session) {
        UsernamePasswordAuthenticationToken uToken = (UsernamePasswordAuthenticationToken) session.getUserPrincipal();
        MyUserDetails userDetails = (MyUserDetails) uToken.getPrincipal();
        LoginUser loginUser = (LoginUser) userDetails.getUserData();
        return (User) loginUser.getAdditionalInfo();
    }
    
    /**
     * 给 websocket session 设置参数
     */
    public static void setProperties(Session session) {
    	//设置websocket文本消息的长度为8M,默认为8k
        session.setMaxTextMessageBufferSize(WEBSOCKET_MAX_TEXT_MESSAGE_BUFFER_SIZE);
        //设置websocket二进制消息的长度为8M,默认为8k
        session.setMaxBinaryMessageBufferSize(WEBSOCKET_MAX_BINARY_MESSAGE_BUFFER_SIZE);
        Map<String, Object> userProperties = session.getUserProperties();
        //设置websocket发送消息的超时时长为10秒，默认为20秒
        userProperties.put(Constants.BLOCKING_SEND_TIMEOUT_PROPERTY, WEBSOCKET_BLOCKING_SEND_TIMEOUT);
    }
}

3.保存websocket session的接口

package com.xxx.robot.websocket;

import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.List;

import javax.websocket.Session;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

public interface WebSocketSessionManager {
    Logger log = LoggerFactory.getLogger(WebSocketSessionManager.class);
    
    String PING = "ping";
    String PONG = "pong";
    
    Session get (String key);
    
    List<String> keys();

    void add (String key, Session session);
    
    Session remove (String key);
    
    /**
     * ping每一个websocket客户端,如果ping超时，则触发由@OnError注释的方法
     */
    default void pingBatch () {
        List<String> keyList = keys();
        log.info("WebSocket: {} 数量为：{}", this.getClass().getSimpleName(), keyList.size());
        for (String key : keyList) {
            if (key != null) {
                Session session = get(key);
                if (session != null) {
                    try {
                        session.getBasicRemote().sendPing(ByteBuffer.wrap(PING.getBytes()));
                        try {
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e1) {
                        }
                    } catch (Exception e) {
                        log.error("WebSocket-ping异常", e);
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    /**
     * 消除所有websocket客户端
     */
    default void clearAllSession () {
        List<String> keyList = keys();
        int i = 0;
        for (String key : keyList) {
            if (key != null) {
                Session session = get(key);
                if (session != null) {
                    try {
                        remove(key);
                        i++;
                        session.close();
                    } catch (IOException e1) {
                        log.error("WebSocket-移除并关闭session异常", e1);
                    }
                    if (i % 10 == 0) {
                        try {
                            Thread.sleep(0);
                        } catch (InterruptedException e1) {
                        }
                    }
                }
            }
        }
        log.info("WebSocket-移除并关闭session数量为：{}", i);
    }
}

4.保存websocket session的类

package com.xxx.robot.websocket.robot.manager;

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.NavigableSet;
import java.util.concurrent.ConcurrentNavigableMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentSkipListMap;

import javax.websocket.Session;

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.springframework.stereotype.Component;

import com.xxx.robot.websocket.WebSocketSessionManager;

/**
 * 机器人模块WebSocket Session管理器
 */
@Component
public class RobotSessionManager implements WebSocketSessionManager {
    
    /**
     * key = userId + '-' + managerId
     * userId 从当前登录用户中可得到， managerId由客户端连接websocket时按服务端的接口传给服务端
     * 因为业务中不仅要获取每一个客户端，还要获取同一个用户下的所有客户端，所以由ConcurrentHashMap改为ConcurrentSkipListMap
     */
    private static final ConcurrentSkipListMap<String, Session> SESSION_POOL = new ConcurrentSkipListMap<>();
    
    public static final String joinKey (String userId, String managerId) {
        return userId + '-' + managerId;
    }

    public static final String joinKey (Long userId, String managerId) {
        return userId.toString() + '-' + managerId;
    }
    
    public static final String[] splitKey (String key) {
        return StringUtils.split(key, '-');
    }

    @Override
    public Session get(String key) {
        return SESSION_POOL.get(key);
    }
    
    /**
     * 根据用户ID查询所有websocket session的key
     * @param userId
     * @param excludeManagerId 排除的key, 可为空
     * @return
     */
    public List<String> keysByUserId(String userId, String excludeManagerId) {
    	//'-'的ascii码为45, '.'的ascii码为46, 所以下面获得的是key以 userId + '-' 为前缀的map视图
        ConcurrentNavigableMap<String, Session> subMap = SESSION_POOL.subMap(userId + '-', userId + '.');
        NavigableSet<String> keySet = subMap.navigableKeySet();
        List<String> list = new ArrayList<>();
        if (StringUtils.isBlank(excludeManagerId)) {
            for (String key : keySet) {
                if (key != null) {
                    list.add(key);
                }
            }
        } else {
            for (String key : keySet) {
                if (key != null && !key.equals(excludeManagerId)) {
                    list.add(key);
                }
            }
        }
        return list;
    }

    @Override
    public List<String> keys() {
        NavigableSet<String> keySet = SESSION_POOL.navigableKeySet();
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (String key : keySet) {
            if (key != null) {
                list.add(key);
            }
        }
        return list;
    }

    @Override
    public synchronized void add(String key, Session session) {
        removeAndClose(key);
        SESSION_POOL.put(key, session);
    }

    @Override
    public synchronized Session remove(String key) {
        return SESSION_POOL.remove(key);
    }
    
    /**
     * 必须key和value都匹配才能删除
     */
    public synchronized void remove(String key, Session session) {
        SESSION_POOL.remove(key, session);
    }
    
    private void removeAndClose (String key) {
        Session session = remove(key);
        if (session != null) {
            try {
                session.close();
            } catch (IOException e) {
            }
        }
    }

}

5.定义websocket 端点

package com.xxx.robot.websocket.robot.endpoint;

import java.util.Map;

import javax.websocket.OnClose;
import javax.websocket.OnError;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

import org.springframework.stereotype.Component;

import com.fasterxml.jackson.databind.JsonNode;
import com.xxx.framework.util.SpringBeanUtils;
import com.xxx.user.entity.User;
import com.xxx.robot.corefunc.service.RobotCoreService;
import com.xxx.robot.util.serial.BaseJsonUtils;
import com.xxx.robot.websocket.WebSocketSessionManager;
import com.xxx.robot.websocket.robot.manager.RobotSessionManager;
import com.xxx.robot.websocket.util.WebSocketSessionUtils;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * 机器人模块WebSocket接口
 * 每一次websocket请求，RobotWebSocketServer都是一个新的实例，所以成员变量是安全的
 * 以致虽然类由@Component注释，但不可使用@Autowired等方式注入bean
 */
@Slf4j
@Component
@ServerEndpoint(value = "/robot/{id}")
public class RobotWebSocketServer {
    
    private volatile User user;
    
    private volatile String id;
    
    private volatile Session session;
    
    private volatile Map<String, RobotCoreService> robotCoreServiceMap;

    /**
     * 所有初始化操作都写在@OnOpen注释的方法中
     * 连接成功
     * @param session
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(@PathParam("id") String id, Session session) {
        WebSocketSessionUtils.setProperties(session);
        this.user = WebSocketSessionUtils.findUser(session);
        this.id = id;
        this.session = session;
        log.info("连接成功:{}, {}", id, this.user.getUserCode());
        //使用BeanUtils代替@Autowired获取bean, 
        //RobotCoreService为业务类，不必关心
        robotCoreServiceMap = SpringBeanUtils.getApplicationContext().getBeansOfType(RobotCoreService.class);
        RobotSessionManager robotSessionManager = SpringBeanUtils.getBean(RobotSessionManager.class);
        //保存websocket session
        robotSessionManager.add(RobotSessionManager.joinKey(this.user.getId(), id), session);
    }

    /**
     * 连接关闭
     * @param session
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        log.info("连接关闭:{}, {}", this.id, this.user.getUserCode());
        RobotSessionManager robotSessionManager = SpringBeanUtils.getBean(RobotSessionManager.class);
        //连接关闭时，使用两个参数的remove方法，多线程下安全删除
        robotSessionManager.remove(RobotSessionManager.joinKey(this.user.getId(), this.id), this.session);
    }
    
    @OnError
    public void onError(Throwable error) {
        log.error("onError:id = {}, {}, {}", this.id, this.session.getId(), this.user.getUserCode(), error);
        RobotSessionManager robotSessionManager = SpringBeanUtils.getBean(RobotSessionManager.class);
        //websocket异常时，使用两个参数的remove方法，多线程下安全删除
        //比如ping客户端超时，触发此方法，删除该客户端
        robotSessionManager.remove(RobotSessionManager.joinKey(this.user.getId(), this.id), this.session);
    }

    /**
     * 接收到消息
     * @param message
     */
    @OnMessage
    public void onMessage(String message) {
        log.info("onMessage:id = {}, {}, {}", this.id, this.user.getUserCode(), message);
        if (WebSocketSessionManager.PING.equals(message)) {
        	//自定义ping接口，收到ping后，响应pong，客户端暂时未使用此接口
            this.session.getAsyncRemote().sendText(WebSocketSessionManager.PONG);
            return;
        }
        //用 try...catch 包裹防止抛出异常导致websocket关闭
        try {
        	//业务层，使用jackson反序列化json，不必关心具体的业务
            JsonNode root = BaseJsonUtils.readTree(message);
            String apiType = root.at("/apiType").asText();
            //业务层代码应在子线程中执行，防止wesocket线程执行时间过长导致websocket关闭
            robotCoreServiceMap.get(apiType + "Service").receiveFrontMessage(this.user, RobotSessionManager.joinKey(this.user.getId(), this.id), root);
        } catch (Exception e) {
            log.error("处理消息错误", e);
        }
    }
    
}

在这里插入图片描述

6.创建定时任务 ping websocket 客户端

package com.xxx.robot.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;

/**
 * 启用定时任务功能
 * 因为websocket session是有状态的，只能保存在各自的服务端，
 * 所以只能使用单机式的定时任务，而不能使用分布式定时任务，
 * 因此 springboot自带的定时任务功能成为了首选
 * springboot定时任务线程池
 */
@Configuration
@EnableScheduling
public class TaskExecutorConfig {

    @Bean
    public ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(5);
        executor.setMaxPoolSize(5);
        executor.setQueueCapacity(10);
        executor.setKeepAliveSeconds(60);
        executor.setThreadNamePrefix("scheduler-executor-");
        return executor;
    }

}

package com.xxx.robot.websocket;

import java.util.List;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * @author Sunzhihua
 */
@Slf4j
@Component
public class WebSocketSchedulerTask {
    
    /**
     * 注入所有的 websocket session 管理器
     */
    @Autowired
    private List<WebSocketSessionManager> webSocketSessionManagers;

	/**
	 * initialDelay 表示 延迟60秒初始化
	 * fixedDelay 表示 上一次任务结束后，再延迟30秒执行
	 */
    @Scheduled(initialDelay = 60000, fixedDelay = 30000)
    public void clearInvalidSession() {
        try {
            log.info("pingBatch 开始。。。");
            for (WebSocketSessionManager webSocketSessionManager : webSocketSessionManagers) {
                webSocketSessionManager.pingBatch();
            }
            log.info("pingBatch 完成。。。");
        } catch (Exception e) {
            log.error("pingBatch异常", e);
        }
    }
}

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组合总和 III leetcode216. 组合总和 III题目描述解题思路代码演示 回溯算法专题 leetcode216. 组合总和 III 来源&#xff1a;力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 链接&#xff1a;https://leetcode.cn/problems/combination-sum-iii 题目描述 找出所有相加之和为 n 的 k 个…
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JMeter 批量接口测试

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一、背景 最近在进行某中台的接口测试准备&#xff0c;发现接口数量非常多&#xff0c;有6、70个&#xff0c;而且每个接口都有大量的参数并且需要进行各种参数验证来测试接口是否能够正确返回响应值。想了几种方案后&#xff0c;决定尝试使用JMeter的csv读取来实现批量的接口…
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Linux修改权限chown和chmod指令

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一、 chmod指令修改文件权限 -rw-rw-r-- 1 zcb zcb 1135 Jun 9 14:56 test.c drwx------ 2 root root 4096 Apr 7 16:50 testemmc/ 上面两个文件&#xff0c;第一个字符-和d&#xff0c;分别表示二进制文件&#xff0c;目录&#xff0c;后面9个分别表示 u&#xff1a;拥有者…
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【CV 向】了解 OpenCV 中的算术与位运算

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文章目录 引言1. 利用 NumPy 创建图像2. 算术运算2.1 加法与减法2.2 乘法与除法 3. 位运算3.1 与运算3.2 或运算3.3 异或运算3.4 非运算 结论 引言 Python OpenCV 是一个功能强大的计算机视觉库&#xff0c;用于图像处理和计算机视觉任务。在 OpenCV 中&#xff0c;我们可以使…
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