• springboot-websocket实现消息的主动推送


    前端时间做项目,有一个场景是在后端接收到信号的时候将消息推送给前端,前端在展示给用户。就是后端主动向前端推送消息的功能。这样的场景可以让前端轮询,但是因为消息比较多,比较频繁,所以如果让前端轮询的话,就有可能实时性不太好,而且由于http协议的请求头比较长,进行轮询会浪费大量的带宽,服务器的压力也会巨大。所以就采用的是websocket实现。

    1.什么是websocket

    WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。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。

    2.原理


    轮询是采用固定的时间周期(比如1秒)请求后端接口,采用http协议进行通信,浪费资源。
    而websocket是在首次建立连接的时候采用http协议,之后这个连接通道就一直存在着,直到自动关闭或者是手动关闭。当获取 websocket 连接后,就可以通过 send() 方法来发送数据,并通过 onmessage 事件来接收数据。

    3.代码

    首先引入pom依赖

            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
            </dependency>
    

    整个springboot项目的结构:

    WebSocketConfig.java

    package cn.fzkj.bootquick.config;
    
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;
    
    @Component
    public class WebSocketConfig {
    
        /**
         * 使用spring boot时,使用的是spring-boot的内置容器,
         * 如果要使用WebSocket,需要注入ServerEndpointExporter
         *
         * @return
         */
        @Bean
        public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
            return new ServerEndpointExporter();
        }
    }
    

    SocketUser.java

    package cn.fzkj.bootquick.websocket;
    
    import lombok.Data;
    
    import javax.websocket.Session;
    
    @Data
    public class SocketUser {
        private Session session;
        private String uid;
    }
    

    这个类主要是用来封装连接的信息。
    接下来才是硬类:

    package cn.fzkj.bootquick.websocket;
    
    
    import cn.fzkj.bootquick.dto.APIResultCode;
    import cn.fzkj.bootquick.dto.JsonDtoWrapper;
    import cn.fzkj.bootquick.dto.MessageInfo;
    import com.alibaba.fastjson.JSON;
    import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
    import com.auth0.jwt.internal.org.apache.commons.lang3.StringUtils;
    import com.google.gson.Gson;
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    
    import javax.websocket.*;
    import javax.websocket.server.PathParam;
    import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
    import java.io.IOException;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
    
    /**
     * @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,
     * 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
     */
    @Slf4j
    @ServerEndpoint(value = "/mysocket/{userId}")
    @Component
    public class WebSocketService {
        //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。
        private static int onlineCount = 0;
    
        //concurrent包的线程安全Set,用来存放每个客户端对应的MyWebSocket对象。
        // 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
        public static Map<String, SocketUser> userMap = new HashMap<>();
        private static Map<String, String> sessionUID = new ConcurrentHashMap<>();
    
    
        /**
         * 连接建立成功调用的方法
         *
         * @param session 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
         */
        @OnOpen
        public void onOpen(Session session, @PathParam("userId") String userId) {
            System.out.println("连接接收到的userId:"+userId);
            SocketUser socketUser = new SocketUser();
            socketUser.setSession(session);
            socketUser.setUid(userId);
            userMap.put(socketUser.getUid(),socketUser);
            sessionUID.put(session.getId(), socketUser.getUid());
            onlineCount ++;
            log.info("有新连接加入!当前在线人数为" + getOnlineCount());
        }
    
        /**
         * 连接关闭调用的方法
         */
        @OnClose
        public synchronized void onClose(Session session) {
            String uid = sessionUID.get(session.getId());
    
            if (userMap.containsKey(uid)) {
                userMap.remove(uid);
                sessionUID.remove(session.getId());
                onlineCount --;
                log.info("success remove on connect=========================================>");
            }
    
            log.info("有一连接正常关闭!当前在线人数为" + uid + ":" + getOnlineCount());
        }
    
        /**
         * 收到客户端消息后调用的方法
         *
         * @param message 客户端发送过来的消息
         * @param session 可选的参数
         */
        @OnMessage
        public void onMessage(String message, Session session) {
            if(StringUtils.isNotBlank(message) && message.charAt(0) == '{'){
                //解析发送的报文
                JSONObject jsonObject = JSONObject.parseObject(message);
                // 判断接收到的消息
                String msg = jsonObject.getString("msg");
                System.out.println("从客户端接收到的消息是:"+msg);
                if ("heartbeat".equals(msg)){
                    JsonDtoWrapper jo = new JsonDtoWrapper();
                    jo.setCodeMsg(APIResultCode.HERAT_RESPONSE);
                    try {
                        session.getBasicRemote().sendText(JSON.toJSONString(jo));
                    } catch (Exception e) {
                        log.error("heart beat:", e);
                    }
                }
                // 获取接收者的id
                String recevierID = jsonObject.getString("recevierID");
                if (recevierID != null && !recevierID.equals("")){
                    // 有接收者
                    try{
                        SocketUser socketUser = userMap.get(recevierID);
                        if (null != socketUser){
                            socketUser.getSession().getBasicRemote().sendText(message);
                            log.info("success send");
                        }
                    }catch (Exception e){
                        log.error("socket sendMessage", e);
                    }
                }else {
                    // 没有接收者
                    log.error("no recevier");
                }
            }else{
                try {
                    session.getBasicRemote().sendText(message);
                } catch (Exception e) {
                    log.error("heart beat:", e);
                }
            }
            log.info("来自客户端的消息010:" + message);
        }
    
        /**
         * 发生错误时调用
         *
         * @param session
         * @param error
         */
        @OnError
        public synchronized void onError(Session session, Throwable error) {
            log.info("发生错误");
            String uid = sessionUID.get(session.getId());
    
            if (userMap.containsKey(uid)) {
                userMap.remove(uid);
                sessionUID.remove(session.getId());
                onlineCount --;
                log.info("success remove on connect=========================================>");
            }
    
            log.info("有一连接错误关闭!当前在线人数为" + uid + ":" + getOnlineCount());
    
            error.printStackTrace();
        }
    
        public static synchronized int getOnlineCount() {
            return onlineCount;
        }
    
        public static JsonDtoWrapper sendMessage(MessageInfo messageInfo) {
            JsonDtoWrapper jo = new JsonDtoWrapper();
            try {
                SocketUser socketUser = userMap.get(messageInfo.getReceiveID());
    
                if (null != socketUser) {
                    socketUser.getSession().getBasicRemote().sendText(new Gson().toJson(messageInfo));
                    log.info("success send");
                } else {
                    jo.setCodeMsg(APIResultCode.NOT_ONLINE);
                    log.info("socket not online");
                    return jo;
                }
                log.info("uid:" + messageInfo.getReceiveID());
                log.info("message:" + new Gson().toJson(messageInfo));
                jo.setCodeMsg(APIResultCode.SUCCESS);
                return jo;
            } catch (Exception e) {
                log.error("socket sendMessage", e);
                jo.setCodeMsg(APIResultCode.FAILURE);
                jo.setExtraMsg(e.toString());
                return jo;
            }
        }
    
    }
    

    onMessage方法为收到消息的时候调用的方法,具体业务自行扩展。

    前端代码:

    <!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
        <title>Java后端WebSocket的Tomcat实现</title>
    </head>
    <body>
        Welcome<br/><input id="text" type="text"/>
        <button onclick="send()">发送消息</button>
        <hr/>
        <button onclick="closeWebSocket()">关闭WebSocket连接</button>
        <hr/>
        <div id="message"></div>
    </body>
    
    <script type="text/javascript">
        var websocket = null;
        //判断当前浏览器是否支持WebSocket
        if ('WebSocket' in window) {
            websocket = new WebSocket("ws://localhost:8081/mysocket/10");
        }
        else {
            alert('当前浏览器 Not support websocket')
        }
    
        //连接发生错误的回调方法
        websocket.onerror = function () {
            setMessageInnerHTML("WebSocket连接发生错误");
        };
    
        //连接成功建立的回调方法
        websocket.onopen = function () {
            setMessageInnerHTML("WebSocket连接成功");
        }
    
        //接收到消息的回调方法
        websocket.onmessage = function (event) {
    		console.log(event.data);
    		var msg = JSON.parse(event.data);
            setMessageInnerHTML(msg['msg']+"&#13;");
        }
    
        //连接关闭的回调方法
        websocket.onclose = function () {
            setMessageInnerHTML("WebSocket连接关闭");
        }
    
        //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。
        window.onbeforeunload = function () {
            closeWebSocket();
        }
    
        //将消息显示在网页上
        function setMessageInnerHTML(innerHTML) {
            document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';
        }
    
        //关闭WebSocket连接
        function closeWebSocket() {
            websocket.close();
        }
    
        //发送消息
        function send() {
            var message = document.getElementById('text').value;
            websocket.send('{"recevierID":"11","msg":"'+message+'"}');
    		setMessageInnerHTML(message+"&#13;");
        }
    </script>
    </html>
    

    效果展示:

    关于我使用到的工具类:
    JsonDtoWrapper.java

    package cn.fzkj.bootquick.dto;
    
    import lombok.Data;
    
    @Data
    public class JsonDtoWrapper {
        private String code;
        private String msg;
        private String extraMsg;
    
        public void setCodeMsg(APIResultCode co) {
            this.code = co.getCode();
            this.msg = co.getMsg();
            this.extraMsg = co.getExtraMsg();
        }
    }
    

    持续更新~~

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