.Net MVC 实现WebSocket

WebSocket 

1.基于Html5,IIS8.0版本以上，前端代码和服务器都必须支持WebSocket才能使用；

2.请求必须以WS:开头

下面是后台接收前端websocket申请的方法：

       /// <summary>
        /// WebSocket建立链接的方法
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public void MyWebSocket(string name)
        {
            //MVC中的上下文中存在IsWebSocketRequest这样一个属性，来看当前是否是websocket
            if (HttpContext.IsWebSocketRequest)
            {
                this.UserName = name;
                //如果是websocket，那需要指定一个委托 ，把方法ProcessChat当做一个参数传入AcceptWebSocketRequest中来执行。
                HttpContext.AcceptWebSocketRequest(ProcessChat);
            }
            else
            {
                HttpContext.Response.Write("我不处理");
            }
        }

从上面代码可以知道申请的连接必须是websocket，否则不做处理，如果我浏览器上通过url调用这个方法，而不是通过创建websocket对象来调用的话，会出现下面结果：

 如果是websocket对象调用的话就能够走通：

  var url = "ws://localhost:57211/Home/MyWebSocket";
        var socket;
        function connect() {
            var webSocketUrl = url + "?name=" + $("#userName").val();
            //注意：下面这行代码执行之后就已经调通到后台的MyWebSocket方法中了。
            socket = new WebSocket(webSocketUrl) 
        }

 就能够执行到后台自定义的ProcessChat方法中了，这个方法专门处理websocket连接的相关事务逻辑。比如说前端发来消息，后端回复收到：

        public async Task ProcessChat(AspNetWebSocketContext socketContext)
        {
            //socketContext.WebSocket这里获取到的是当前浏览器传到服务器端一个websocket对象信息,通过这个对象就能在当前的连接通过中进行信息的处理
            System.Net.WebSockets.WebSocket socket = socketContext.WebSocket;
            ArraySegment<byte> buffer = new ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes($"这里是服务器，客户端你的消息我收到了"));
            CancellationToken cancellation = new CancellationToken();
            //第三个参数需要设置为true
            await socket.SendAsync(buffer, WebSocketMessageType.Text, true, cancellation);
        }

WebSocket四大事件

1.OnOpen: 连接打开时触发

2.OnMessage: 接收消息时触发 （来自于服务器的消息）

3.OnError: 异常时触发

4.OnClose: 连接关闭时触发

前端整体代码如下：

@{
    Layout = null;
}

<h3>WebSocket</h3>
<form id="form1" runat="server">
    <div>
        <input id="userName" type="text" />
        <input id="conn" type="button" value="连接" />
        <input id="close" type="button" value="关闭" />
        <span id="tips"></span>
        <input id="content" type="text" />
        <input id="send" type="button" value="发送" />
    </div>
    <div id="view">
        <ul></ul>
    </div>
</form>
<script src="~/Scripts/jquery-3.3.1.js"></script>

<script type="text/javascript">
    //你这里就直接定义了一个MVC;
    //WebSocket：还支持ashx/aspx/webapi，不仅仅是支持MVC 
    $(function () {
        //注意，websocket是以ws:开头的！！
        var url = "ws://localhost:57211/Home/MyWebSocket";
        var socket;
        function connect() {
            var webSocketUrl = url + "?name=" + $("#userName").val();
            //注意：下面这行代码执行之后就已经调通到后台的MyWebSocket方法中了。
            socket = new WebSocket(webSocketUrl)

            //链接打开的时候触发
            socket.onopen = function () {
                $("#tips").text("链接已打开");
                // 定时发送一个消息给服务器发送心跳包 服务器接收到心跳包以后马上就再回复一个消息给客户端
                // 如果我发现十秒钟或者在间隔时间内 接受不到服务器回复的心跳消息 我就认为连接掉线
                // 这时候就需要断线 connect();
            }
            // 接受服务器发送过来的消息
            socket.onmessage = function (evt) {
                debugger;
                $("#view ul").append("<li>" + evt.data + "</li>");
            }
            // 异常的时候触发方法
            socket.onerror = function (evt) {
                $("#tips").text(JSON.stringify(evt));
            }
            // 链接关闭的时候触发
            socket.onclose = function () {
                $("#tips").text("连接关闭了");
            }
        }

        // 点击"连接"按钮
        $("#conn").on("click", function () {
            connect();
        })
        //点击“关闭”按钮
        $("#close").on("click", function () {
            socket.close();

        })

        //点击“发送”按钮
        $("#send").on("click", function () {
            if (socket.readyState == WebSocket.OPEN) {
                socket.send($("#content").val());
            }
            else {
                alert("链接已经断开");
            }
        })

    })
</script>

点击连接按钮：

补充：

SendAsync方法：

  //
        // 摘要:
        //     发送 WebSocket 上连接异步的数据。
        //
        // 参数:
        //   buffer:
        //     要通过连接发送的缓冲区。
        //
        //   messageType:
        //     指示应用是否发送二进制或文本消息。
        //
        //   endOfMessage:
        //     指示在“缓冲区”的数据是否实消息的最后一部分。
        //
        //   cancellationToken:
        //     传播有关应取消操作的通知的标记。
        //
        // 返回结果:
        //     返回 System.Threading.Tasks.Task。表示异步操作的任务对象。
        public abstract Task SendAsync(ArraySegment<byte> buffer, WebSocketMessageType messageType, bool endOfMessage, CancellationToken cancellationToken);

ArraySegment

WebSocket：还支持ashx/aspx/webapi，不仅仅是支持MVC。有时间可以研究下基于WebApi的实现。

 如果是多人同时和服务器端进行聊天，服务器如何分辨并回复？

下面先简单实现一个功能： 客户端1和客户端2能够实现对话

思路：webSocket每次链接到服务器之后，就在服务器端把链接保存起来。我现在的做法是浏览器发送消息的时候需要将对方的名称写上，根据这个名称找到对应负责通信的websocket对象，实现通信。实际开发中可以根据需求进行更改。

一个封装好的聊天类：

namespace Utility
{
    public class ChatManager
    {
        /// <summary>
        /// 每一个Socket对应一个客户端和服务器的连接（也可理解成一个用户）
        ///  
        /// </summary>
        public static List<SocketModel> socketlist = new List<SocketModel>();

        //SocketModel 建议大家保存在NoSql  Redis  MongoDb;
        /// <summary>
        /// 发送消息  这里在发送的消息上是做了格式限制的 
        /// </summary>
        /// <param name="messge">浏览器传来的消息，默认的格式：user1;你好，就是用户名：发送信息的内容</param>
        /// <param name="cancellationToken"></param>
        public static void SendOne(string messge, CancellationToken cancellationToken)
        {
            //   user1;你好
            string[] messageArray = messge.Split(':');  //toUser:Message;
            //用户名
            string toUser = messageArray[0];
            //消息
            string toMessage = messageArray[1];
            //根据用户名找到对应的socket
            var socketModel = socketlist.FirstOrDefault(a => toUser.Equals(a.UserName));
            if (socketModel != null)
            {
                //使用当前用户的socket对象进行通信
                WebSocket toSocket = socketModel.Socket;
                ArraySegment<byte> buffer = new ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes(toMessage));
                toSocket.SendAsync(buffer, WebSocketMessageType.Text, true, cancellationToken);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 添加一个用户（包含了这个用户对应的Socket）
        /// </summary>
        /// <param name="socketGuid"></param>
        /// <param name="userName"></param>
        /// <param name="socket"></param>
        public static void AddUser(string socketGuid, string userName, WebSocket socket)
        {
            socketlist.Add(new SocketModel()
            {
                SocketGuid = socketGuid,
                UserName = userName,
                Socket = socket
            });
        }

        /// <summary>
        /// 删除已经连接的用户
        /// </summary>
        /// <param name="socketGuid"></param>
        public static void RemoveUser(string socketGuid)
        {
            socketlist = socketlist.Where(a => a.SocketGuid != socketGuid).ToList();
        } 
        

    }
}

SocketModel类：

namespace Utility
{
    public class SocketModel
    {
        /// <summary>
        /// 链接的唯一ID
        /// </summary>
        public string SocketGuid { get; set; }

        /// <summary>
        ///  用户名称
        /// </summary>
        public string UserName { get; set; }

        /// <summary>
        /// 每一个用户链接进来以后 对应的这一个Socket实例
        /// </summary>
        public WebSocket Socket { get; set; }
    }
}

接收浏览器信息以及进行的逻辑判断：

        private string UserName = string.Empty;

        /// <summary>
        /// WebSocket建立链接的方法
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public void MyWebSocket(string name)
        {
            //MVC中的上下文中存在IsWebSocketRequest这样一个属性，来看当前是否是websocket
            if (HttpContext.IsWebSocketRequest)
            {
                this.UserName = name;
                //如果是websocket，那需要指定一个委托 ，把方法ProcessChat当做一个参数传入AcceptWebSocketRequest中来执行。
                HttpContext.AcceptWebSocketRequest(ProcessChat);
            }
            else
            {
                HttpContext.Response.Write("我不处理");
            }
        }

        public async Task ProcessChat(AspNetWebSocketContext socketContext)
        {
            //socketContext.WebSocket这里获取到的是当前浏览器传到服务器端一个websocket对象信息,通过这个对象就能在当前的连接通过中进行信息的处理
            System.Net.WebSockets.WebSocket socket = socketContext.WebSocket;
            //（1）只要有websocket链接进来，直接保存。
            CancellationToken token = new CancellationToken();
            string socketGuid = Guid.NewGuid().ToString(); 
            {
                ChatManager.AddUser(socketGuid, UserName, socket);
            } //（2）准备接受消息然后转发个目标方
            while (socket.State == WebSocketState.Open)
            {
                ArraySegment<byte> buffer = new ArraySegment<byte>(new byte[2048]);
                //接受来自于浏览器的消息 
                WebSocketReceiveResult result = await socket.ReceiveAsync(buffer, token);
                // 解析来自于浏览器发送过来的消息内容   
                string userMessage = Encoding.UTF8.GetString(buffer.Array, 0, result.Count);
                //是否关闭链接
                if (result.MessageType == WebSocketMessageType.Close)
                {
                    
                }
                else
                {
                    ChatManager.SendOne(userMessage, token); 
                }
            }
        }

结果：

 基于上面代码，实现群聊

思路：群都是有上限的，所以我们可以定义一个上限数量的群，只要进来一个用户，就占用一定数量内的一个socket对象，群发的时候就只发给socket对象不空的。

 后端代码：

        private string UserName = string.Empty;

        /// <summary>
        /// WebSocket建立链接的方法
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        public void MyWebSocket(string name)
        {
            //MVC中的上下文中存在IsWebSocketRequest这样一个属性，来看当前是否是websocket
            if (HttpContext.IsWebSocketRequest)
            {
                this.UserName = name;
                //如果是websocket，那需要指定一个委托 ，把方法ProcessChat当做一个参数传入AcceptWebSocketRequest中来执行。
                HttpContext.AcceptWebSocketRequest(ProcessChat);
            }
            else
            {
                HttpContext.Response.Write("我不处理");
            }
        }
 
        /// <summary>
        /// websocket请求的执行方法
        /// </summary>
        /// <param name="socketContext">AspNetWebSocketContext：提供有关各个 System.Web.WebSockets.AspNetWebSocket 请求的表示上下文详细信息的基本类。</param>
        /// <returns></returns>
        public async Task ProcessChat(AspNetWebSocketContext socketContext)
        {
            //socketContext.WebSocket这里获取到的是当前浏览器传到服务器端一个websocket对象信息,通过这个对象就能在当前的连接通过中进行信息的处理
            System.Net.WebSockets.WebSocket socket = socketContext.WebSocket;
            //（1）只要有websocket链接进来，直接保存。
            CancellationToken token = new CancellationToken();
            string socketGuid = Guid.NewGuid().ToString();
            OldChatManager.AddUser(socketGuid, UserName, socket, token);
            //只要是有人进入聊天室，就应该发送一个消息，xxx进入聊天室；
            await OldChatManager.Say(token, UserName, "进入聊天室。。。");
            //（2）准备接受消息然后转发个目标方
            while (socket.State == WebSocketState.Open)
            {
                ArraySegment<byte> buffer = new ArraySegment<byte>(new byte[2048]);
                //接受来自于浏览器的消息 
                WebSocketReceiveResult result = await socket.ReceiveAsync(buffer, token);
                // 解析来自于浏览器发送过来的消息内容   
                string userMessage = Encoding.UTF8.GetString(buffer.Array, 0, result.Count);
                //是否关闭链接
                if (result.MessageType == WebSocketMessageType.Close)
                {
                    OldChatManager.RemoveUser(socketGuid);
                    await OldChatManager.Say(token, UserName, "离开聊天室");
                    await socket.CloseAsync(WebSocketCloseStatus.NormalClosure, string.Empty, token);
                }
                else
                {
                    await OldChatManager.SengdMessage(token, UserName, userMessage);
                }
            }
        }

OldChatManager：

    public class OldChatManager
    {

        ///一个群就应该有固定的的人数；
        /// <summary>
        /// 默认某一个群组里面有这么一些人
        /// 1.默认这个群里就有四个人；
        /// </summary>
        public static List<SocketModel> socketlist = new List<SocketModel>() {
             new SocketModel(){ SocketGuid=string.Empty,UserName="User1",Socket=null },
             new SocketModel(){ SocketGuid=string.Empty,UserName="User2",Socket=null },
             new SocketModel(){ SocketGuid=string.Empty,UserName="User3",Socket=null },
             new SocketModel(){ SocketGuid=string.Empty,UserName="User4",Socket=null }
        };
        // string: 要发谁   ArraySegment<byte>：要发送的消息
        public static Dictionary<string, List<ArraySegment<byte>>> chatList = new Dictionary<string, List<ArraySegment<byte>>>();
        /// <summary>
        /// 增加
        /// </summary>
        /// <param name="socketGuid"></param>
        /// <param name="userName"></param>
        /// <param name="socket"></param>
        /// <param name="token"></param>
        public static void AddUser(string socketGuid, string userName, WebSocket socket, CancellationToken token)
        {
            socketlist.ForEach(item =>
            {
                if (userName == item.UserName)
                {
                    item.Socket = socket;
                    item.SocketGuid = socketGuid;
                }
            });

            #region  离线消息的处理  把这段代码注释掉之后，新来的用户也不会收到之前的 消息了 
            if (chatList.ContainsKey(userName) && chatList[userName].Count > 0)
            {
                foreach (var item in chatList[userName])
                {
                    socket.SendAsync(item, WebSocketMessageType.Text, true, token);
                }
            } 
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// 退出登录之后去掉通信的websocket对象
        /// </summary>
        /// <param name="socketGuid"></param>
        public static void RemoveUser(string socketGuid)
        {
            socketlist.ForEach(item =>
            {
                if (socketGuid == item.SocketGuid)
                {
                    item.Socket = null;
                    item.SocketGuid = null;
                }
            });
        }


        /// <summary>
        ///  群发消息 包括离线消息
        /// </summary>
        /// <param name="token"></param>
        /// <param name="userName"></param>
        /// <param name="content"></param>
        /// <returns></returns>
        public static async Task SengdMessage(CancellationToken token, string userName, string content)
        {
            ArraySegment<byte> buffer = new ArraySegment<byte>(new byte[2048]);
            buffer = new ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes($"{DateTime.Now.ToString("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss:fff")}{userName}:{content}"));

            foreach (var socketInfo in socketlist)
            {
                //如果为空，表示这个websocket对象实例没有被分配，不在线。
                if (socketInfo.Socket == null)
                {
                    #region  chatList里面存的是离线人员，在这里是存储信息，等待离线人员上线之后能够接收到信息

                    //这里主要就是负责离线消息的，确保新登录的用户可以看到之前的消息， 
                    //然后看看要发送的对象列表中有没有这个用户，存在的话就把这个消息暂存到这个用户对应的信息中，如果这个用户上线之后，就可以把这些数据全部发给他。当然也可以将这些数据存到数据库中，
                       但是不怎么好，最好还是放到redis，nosql，MongoDb。
                    if (chatList.ContainsKey(socketInfo.UserName))
                    {
                        chatList[socketInfo.UserName].Add(buffer);
                    }
                    else
                    {
                        chatList.Add(socketInfo.UserName, new List<ArraySegment<byte>>() { buffer });
                    }

                    #endregion
                }
                else
                {
                    await socketInfo.Socket.SendAsync(buffer, WebSocketMessageType.Text, true, token);
                }
            }

        }
        /// <summary>
        /// 这个不管离线消息 当前用户进来
        /// </summary>
        /// <param name="token"></param>
        /// <param name="userName"></param>
        /// <param name="content"></param>
        /// <returns></returns>
        public static async Task Say(CancellationToken token, string userName, string content)
        {
            ArraySegment<byte> buffer = new ArraySegment<byte>(new byte[2048]);
            buffer = new ArraySegment<byte>(Encoding.UTF8.GetBytes($"{DateTime.Now.ToString("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss:fff")}{userName}:{content}"));

            foreach (var socketInfo in socketlist)
            {
                if (socketInfo.Socket != null)
                {
                    await socketInfo.Socket.SendAsync(buffer, WebSocketMessageType.Text, true, token);
                }
            }

        }
    }

结果：

心跳包和断线重连

Reconnecting断线自动重连