• java中websocket的应用


    在上一篇文章中,笔者简要介绍了websocket的应用场景及优点,戳这里

    这篇文章主要来介绍一下在java项目中,特别是java web项目中websocket的应用。

    场景:我做了一个商城系统,跟大多数商城系统,分为客户端和后台,客户端供客户浏览,下单,购买,后台主要管理商品,处理订单,发货等。我现在要实现的功能是,当客户端有客户下单,并且支付完成以后,主动推送消息给后台,让后台的人知道,好去处理发货等事宜。

    首先,我们要知道websocket是一个连接,这个连接是客户端(页面)与服务端之间的连接,所以我们要分两部分来完成这个连接,服务端代码和客户端代码。

    1.首先,在pom.xml引入如下jar包。

    <!-- websocket -->
            <dependency>
                <groupId>org.java-websocket</groupId>
                <artifactId>Java-WebSocket</artifactId>
                <version>1.3.0</version>
            </dependency>

    2.然后我们要知道的是,websocket是客户端和服务端之间建立了一个连接,建立完连接以后,会生成一个websocket对象,我们可以用这个对象来执行发送,接收等操作。但是这只是一个存在于客户端与服务器之间的链接,换句话说,系统只能识别到这个websocket连接是对应于哪个页面(浏览器),而这个页面在系统中是对应哪个用户(数据库中的用户,或者根本就没有对应任何用户,即未登录,只是一个游客),我们是无法从这个websocket对象中获取的。所以我们需要创建一个Map对象,用于将websocket对象和实际的user对象进行关联,这样为我们后续向特定的用户推送消息做铺垫。

    为此,我们创建一个WsPool,即websocket连接池的类,该类用于管理现实中的用户和websocket对象之间的关联。代码如下。

    package com.xdx.websocket;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.List;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    import org.java_websocket.WebSocket;
    
    public class WsPool {
        private static final Map<WebSocket, String> wsUserMap = new HashMap<WebSocket, String>();
    
        /**
         * 通过websocket连接获取其对应的用户
         * 
         * @param conn
         * @return
         */
        public static String getUserByWs(WebSocket conn) {
            return wsUserMap.get(conn);
        }
    
        /**
         * 根据userName获取WebSocket,这是一个list,此处取第一个
         * 因为有可能多个websocket对应一个userName(但一般是只有一个,因为在close方法中,我们将失效的websocket连接去除了)
         * 
         * @param user
         */
        public static WebSocket getWsByUser(String userName) {
            Set<WebSocket> keySet = wsUserMap.keySet();
            synchronized (keySet) {
                for (WebSocket conn : keySet) {
                    String cuser = wsUserMap.get(conn);
                    if (cuser.equals(userName)) {
                        return conn;
                    }
                }
            }
            return null;
        }
    
        /**
         * 向连接池中添加连接
         * 
         * @param inbound
         */
        public static void addUser(String userName, WebSocket conn) {
            wsUserMap.put(conn, userName); // 添加连接
        }
    
        /**
         * 获取所有连接池中的用户,因为set是不允许重复的,所以可以得到无重复的user数组
         * 
         * @return
         */
        public static Collection<String> getOnlineUser() {
            List<String> setUsers = new ArrayList<String>();
            Collection<String> setUser = wsUserMap.values();
            for (String u : setUser) {
                setUsers.add(u);
            }
            return setUsers;
        }
    
        /**
         * 移除连接池中的连接
         * 
         * @param inbound
         */
        public static boolean removeUser(WebSocket conn) {
            if (wsUserMap.containsKey(conn)) {
                wsUserMap.remove(conn); // 移除连接
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        }
    
        /**
         * 向特定的用户发送数据
         * 
         * @param user
         * @param message
         */
        public static void sendMessageToUser(WebSocket conn, String message) {
            if (null != conn && null != wsUserMap.get(conn)) {
                conn.send(message);
            }
        }
    
        /**
         * 向所有的用户发送消息
         * 
         * @param message
         */
        public static void sendMessageToAll(String message) {
            Set<WebSocket> keySet = wsUserMap.keySet();
            synchronized (keySet) {
                for (WebSocket conn : keySet) {
                    String user = wsUserMap.get(conn);
                    if (user != null) {
                        conn.send(message);
                    }
                }
            }
        }
    
    }

    3.接下来我们编写websocket的主程序类,该类用于管理websocket的生命周期。该类继承自WebSocketServer ,这是一个实现了runnable接口的类,他的构造函数需要传入一个端口,所以我们需要为websocket服务指定一个端口,该类有四个要重载的方法,onOpen()方法在连接创建成功以后调用,onClose在连接关闭以后调用,onError方法在连接发生错误的时候调用(一般连接出错以后触发了onError,也会紧接着触发onClose方法)。onMessage方法在收到客户端发来消息的时候触发。我们可以在这个方法中处理客户端所传递过来的消息。

    package com.xdx.websocket;
    
    import java.net.InetSocketAddress;
    
    import org.java_websocket.WebSocket;
    import org.java_websocket.handshake.ClientHandshake;
    import org.java_websocket.server.WebSocketServer;
    
    public class WsServer extends WebSocketServer {
        public WsServer(int port) {
            super(new InetSocketAddress(port));
        }
    
        public WsServer(InetSocketAddress address) {
            super(address);
        }
    
        @Override
        public void onOpen(WebSocket conn, ClientHandshake handshake) {
            // ws连接的时候触发的代码,onOpen中我们不做任何操作
    
        }
    
        @Override
        public void onClose(WebSocket conn, int code, String reason, boolean remote) {
            //断开连接时候触发代码
            userLeave(conn);
    System.out.println(reason); } @Override
    public void onMessage(WebSocket conn, String message) {
    System.out.println(message);
    if(null != message &&message.startsWith("online")){ String userName=message.replaceFirst("online", message);//用户名 userJoin(conn,userName);//用户加入 }else if(null != message && message.startsWith("offline")){ userLeave(conn); } } @Override public void onError(WebSocket conn, Exception ex) { //错误时候触发的代码 System.out.println("on error"); ex.printStackTrace(); } /** * 去除掉失效的websocket链接 * @param conn */ private void userLeave(WebSocket conn){ WsPool.removeUser(conn); } /** * 将websocket加入用户池 * @param conn * @param userName */ private void userJoin(WebSocket conn,String userName){ WsPool.addUser(userName, conn); } }

    上述onMessage()方法中,我们接收到客户端传过来的一个message(消息),而这个客户端对应的websocket连接也被当成一个参数一起传递过来,我们通过message中携带的信息来判定这条信息对应是什么操作,如果是以online开头,则说明它是一条上线的是信息,我们就把该websocket和其对应的userName存入ws连接池中,如果是以offline开头,则说明websocket断开了,我们也没有必要维护这个websocket对应的map键值对,把它去除掉就好了。

    4.如何在服务端开启这个socket呢。我们上面有说到WsServer的父类WebSocketServer 实现了一个runnable方法,由此可见我们需要在一个线程中运行这个WsServer,事实上,WebSocketServer 有个start()方法,其源码如下。

     

        public void start() {
            if( selectorthread != null )
                throw new IllegalStateException( getClass().getName() + " can only be started once." );
            new Thread( this ).start();;
        }

     

    很显然,它开了一个线程。所以我们可以用下面这样的方法来开启一个websocket线程。(该方法只是针对普通的java项目,如果是web项目需要在项目启动的时候运行websocket线程,后面第7点会讲)

        public static void main(String args[]){
            WebSocketImpl.DEBUG = false;
            int port = 8887; // 端口
            WsServer s = new WsServer(port);
            s.start();
        }

    我们运行这个main方法,就开启了websocket的服务端。

    到目前为止,我们还没有编写任何客户端的代码。我们如何测试已经开了websocket服务端呢?网上有一个免费的测试工具。测试地址如下:http://www.blue-zero.com/WebSocket/

    点击进去,写上我们的websocket服务地址。点击连接。如图所示。

     

     如果连接成功,他就会显示“连接已建立,正在等待数据……”

    我们再文本框中输入onlinexdx,然后点回车试试。

     

     这就是模拟客户端向服务端发送onlinexdx请求,按前面的介绍,它会触发服务端的onMessage方法,我们看一下服务端控制台。除了我们希望看到的onlinexdx这个message,还有一些@heart,果然触发了这个方法。

    @heart是这个免费页面发送过来的心跳检测包,目的是让websocket一直处于连接状态。

    5.好了,接下来我们要来完成客户端部分的功能。我想要实现的是后台用户登录以后,进入到后台主页的时候,执行websocket连接工作(就类似于上一步在免费页面点击连接按钮),然后向服务端发送“online+userName”这条消息,用以触发服务端的onMessage方法,就可以将该userName加入到连接池了。我们将这些代码封装到js中。

    var websocket = '';
    var ajaxPageNum = 1;
    var last_health;
    var health_timeout = 10;
    var tDates = [], tData = [];
    var rightIndex;
    if ($('body').attr('userName') != '' && $('body').attr('ws') == 'yes') {
        var userName = $('body').attr('userName');
        if (window.WebSocket) {
            websocket = new WebSocket(
                    encodeURI('ws://' + document.domain + ':8887'));
            websocket.onopen = function() {
                console.log('已连接');
                websocket.send("online"+userName);
                heartbeat_timer = setInterval(function() {
                    keepalive(websocket)
                }, 60000);
            };
            websocket.onerror = function() {
                console.log('连接发生错误');
            };
            websocket.onclose = function() {
                console.log('已经断开连接');
                initWs();
            };
            // 消息接收
            websocket.onmessage = function(message) {
                console.log(message)
                showNotice("新订单", "您有新的逸品订单,请及时处理!")
            };
        } else {
            alert("该浏览器不支持下单提醒。<br/>建议使用高版本的浏览器,<br/>如 IE10、火狐 、谷歌  、搜狗等");
        }
    
    }
    var initWs = function() {
        if (window.WebSocket) {
            websocket = new WebSocket(
                    encodeURI('ws://' + document.domain + ':8887'));
            websocket.onopen = function() {
                console.log('已连接');
                websocket.send("online"+userName);
                heartbeat_timer = setInterval(function() {
                    keepalive(websocket)
                }, 60000);
            };
            websocket.onerror = function() {
                console.log('连接发生错误');
            };
            websocket.onclose = function() {
                console.log('已经断开连接');
                initWs();
            };
            // 消息接收
            websocket.onmessage = function(message) {
                console.log(message)
                showNotice("新订单", "您有新的逸品订单,请及时处理!")
            };
        } else {
            alert("该浏览器不支持下单提醒。<br/>建议使用高版本的浏览器,<br/>如 IE10、火狐 、谷歌  、搜狗等");
        }
    }
    var vadioTimeOut;
    function showNotice(title, content) {
        if (!title && !content) {
            title = "新订单";
            content = "您有新的订单,请及时处理!";
        }
        var iconUrl = "http://www.wonyen.com/favicon.ico";
        $("#myaudio")[0].play();// 消息播放语音
        var playTime = 1;
        var audio = document.createElement("myaudio");
        clearTimeout(vadioTimeOut);
        audio.addEventListener('ended', function() {
            vadioTimeOut = setTimeout(function() {
                playTime = playTime + 1;
                playTime < 3 ? audio.play() : clearTimeout(vadioTimeOut);
            }, 500);
        })
        if (Notification.permission == "granted") {
            var notification = new Notification(title, {
                body : content,
                icon : iconUrl
            });
    
            notification.onclick = function() {
                notification.close();
            };
        }
    
    }
    
    // 心跳包
    function keepalive(ws) {
        var time = new Date();
        if (last_health != -1 && (time.getTime() - last_health > health_timeout)) {
    
            // ws.close();
        } else {
            if (ws.bufferedAmount == 0) {
                ws.send('~HC~');
            }
        }
    }

    页面的主要代码如下。首先是引入上述js.这个js必须放在页面最后,因为它需要加载完页面以获取body的attr。

    <!-- websocket -->
    <script src="./static/js/OtherJs/ws.js" type="text/javascript"></script>

    其次是在页面的body处加入userName和ws属性。作为参数传递到js里面。还需要加入语音附件。

    <body  userName=${adminName} ws="yes">
    <!-- 消息提示音 -->
       <audio id="myaudio" src="./static/new_order.wav"></audio>

    上述js代码清楚地展示了websocket在页面端的生命周期,需要注意的是,我们在onopen()方法中,先是向服务端发送online+userName进行上线处理,紧接着开始调用心跳包,避免websocket长时间闲置而失效。

    onmessage方法中,我们处理收到服务端推送过来的消息,然后以语音和弹出窗的形式提醒客户端。当然,我们在服务端可以通过封装message这个参数,把它变成一个json对象,给这个json对象一个msgType属性,这样就可以根据msgType的不同来执行不同的前端代码,比如msgType=newOrder表示有新的订单,就执行新订单到来的代码,msgType=newUser表示有新的用户注册,就执行新用户注册的代码。这边我没做区分,因为我在服务端只发送用户购买订单的消息,所以所有的消息,我都执行showNotice("新订单", "您有新的逸品订单,请及时处理!")这个方法。

    6.最后一步,我们来编写从服务端向客户端发送消息的方法。一旦有订单到来,我们就向所有的后台用户发送消息。我们可以模拟一下这个动作,写一个controller方法,调用WsPool的sendMessageToAll方法。

    @ResponseBody
        @RequestMapping("sendWs")
        public String sendWs(String message) {
            WsPool.sendMessageToAll(message);
            return message;
        }

    7.对了,如果是web项目,我们还需要在项目启动的时候开启websocket服务端线程,可以把启动的动作放在一个filter中,然后在web.xml里面配置这个filter,使它在项目启动时候运行。

    package com.xdx.filter;
    
    import java.io.IOException;
    
    import javax.servlet.Filter;
    import javax.servlet.FilterChain;
    import javax.servlet.FilterConfig;
    import javax.servlet.ServletException;
    import javax.servlet.ServletRequest;
    import javax.servlet.ServletResponse;
    
    import org.java_websocket.WebSocketImpl;
    
    import com.xdx.websocket.WsServer;
    
    
    public class StartFilter implements Filter {
    
        public void destroy() {
    
        }
    
        public void doFilter(ServletRequest arg0, ServletResponse arg1,
                FilterChain arg2) throws IOException, ServletException {
    
        }
    
        public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {
            this.startWebsocketInstantMsg();
        }
    
        /**
         * 启动即时聊天服务
         */
        public void startWebsocketInstantMsg() {
            WebSocketImpl.DEBUG = false;
            WsServer s;
            s = new WsServer(8887);
            s.start();
        }
    }

    在web.xml配置。

    <!-- filter -->
        <filter>
            <filter-name>startFilter</filter-name>
            <filter-class>com.xdx.filter.StartFilter</filter-class>
        </filter>

    至此,我们完成了所有的代码。

    8.测试,先运行起项目。然后登陆以后,进入后台主页,可以看到,已经连接成功了。

    然后我们从服务端向后台发送一条消息,执行sendWs这个方法。在浏览器输入http://192.168.1.185:8080/warrior/sendWs?message=xxx

    会播放语音,并且弹出提示。证明成功了。

    上述只是websocket的一个简单的应用,在此基础上,我们还可以做很多扩展的工作,比如做聊天室,股票实时价格显示等,只要掌握了原理就好做了。

     

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