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WebSocket就是這么簡單

hikui / 3243人閱讀

摘要：是一個持久化的協議，相對于這種非持久的協議來說。最大的特點就是實現全雙工通信客戶端能夠實時推送消息給服務端，服務端也能夠實時推送消息給客戶端。參考鏈接知乎問題原理原理知乎問題編碼什么用如果文章有錯的地方歡迎指正，大家互相交流。

前言

今天在慕課網上看到了Java的新教程（Netty入門之WebSocket初體驗）：https://www.imooc.com/learn/941

WebSocket我是聽得很多，沒有真正使用過的技術。我之前也去了解過了WebSocket究竟是什么東西，不過一直沒有去實踐過。

我在寫監聽器博文的時候，在線人數功能用監聽器的是來做，在評論有說使用WebSocket的方式會更加好。

那么，我們就來探究一下WebSocket究竟是什么東西，順便了解一下Netty！

WebSocket介紹 什么是WebSocket

WebSocket是一個協議，歸屬于IETF。

HTTP是運行在TCP協議傳輸層上的應用協議，而WebSocket是通過HTTP協議協商如何連接，然后獨立運行在TCP協議傳輸層上的應用協議。

Websocket是一個持久化的協議，相對于HTTP這種非持久的協議來說。

websocket約定了一個通信的規范，通過一個握手的機制，客戶端和服務器之間能建立一個類似tcp的連接，從而方便它們之間的通信

為什么需要WebSocket

添加WebSocket特性，是為了更好、更靈活，輕量的與服務器通訊。因為WebSocket提供了簡單的消息規范，可以更快的適應長連接的環境，其實現在HTTP協議自身就可以做，但是不太輕便。

WebSocket最大的特點就是實現全雙工通信：客戶端能夠實時推送消息給服務端，服務端也能夠實時推送消息給客戶端。

WebSocket可以做聊天室，股票實時價格顯示等應用

糾正WebSocket誤區

WebSocket是一種應用協議，而我們常?？吹搅薍TML5 WebSocket是API,不要將其進行混淆。

廣義上的 HTML5 里面包含的是 WebSocket API，并不是 WebSocket。簡單的說，可以把 WebSocket 當成 HTTP，WebSocket API 當成 Ajax。

Netty介紹 什么是Netty

知乎的@郭無心總結得很好，我下面就摘抄一下了(鏈接在下方)：

Netty是什么？

1）本質：JBoss做的一個Jar包

2）目的：快速開發高性能、高可靠性的網絡服務器和客戶端程序

3）優點：提供異步的、事件驅動的網絡應用程序框架和工具

通俗的說：一個好使的處理Socket的東東

如果沒有Netty？

遠古：java.net + java.io
近代：java.nio
其他：Mina，Grizzly

簡單來說：

你想寫個tomcat一樣的Server，可以用netty。

你想寫一個即時通訊的應用，可以用netty。

你想實現一個高性能Rpc框架，可以用netty。

Netty優勢

Netty優勢：API簡單，性能高，入門門檻低，成熟穩健，修復了很多原生NIO的bug

回到課程中來

課程是以Netty實現WebSocket來進行講解的，也就上邊所說的：用Netty來實現即時通信的應用

源碼下載地址：https://img.mukewang.com/down/5a6e804c0001970d00000000.zip

首先創建了一個全局配置類，WebSocket是全雙工通信的，它是通過通道來進行通信，因此配置了系統通道組，管理所有的通道


/**
 * 存儲整個工程的全局配置
 * @author liuyazhuang
 *
 */
public class NettyConfig {
    
    /**
     * 存儲每一個客戶端接入進來時的channel對象
     */
    public static ChannelGroup group = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);
}

配置一些通道的信息(可以理解成Servlet時配置request對象的charset、response對象的緩存)


/**
 * 初始化連接時候的各個組件
 * @author liuyazhuang
 *
 */
public class MyWebSocketChannelHandler extends ChannelInitializer {



    //配置通道的一些編碼格式、數據大小、處理器(交由誰處理)
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel e) throws Exception {
        e.pipeline().addLast("http-codec", new HttpServerCodec());
        e.pipeline().addLast("aggregator", new HttpObjectAggregator(65536));
        e.pipeline().addLast("http-chunked", new ChunkedWriteHandler());
        e.pipeline().addLast("handler", new MyWebSocketHandler());
    }
}

Netty接收請求，分別處理HTTP請求和WebSocket請求，此部分在視頻中單單只是代碼編寫，并沒有做過多的介紹。下面我就整理一下：

該類是用于處理請求的核心業務類

最重要的方法是：messageReceived()方法，主要判斷是HTTP請求還是WebSocket請求

是HTTP請求時，就handHttpRequest()來進行處理，該方法判斷是否有握手的傾向，

如果不是WebSocket握手請求消息,那么直接返回HTTP 400 BAD REQUEST 響應給客戶端，應答消息，并關閉鏈接。

如果是握手請求，那么就進行握手,將WebSocket相關的編碼和解碼類動態添加到ChannelPipeline中

是websocket則群發，服務端向每個連接上來的客戶端群發消息

package com.imooc.netty;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.DefaultFullHttpResponse;
import io.netty.handler.codec.http.FullHttpRequest;
import io.netty.handler.codec.http.HttpResponseStatus;
import io.netty.handler.codec.http.HttpVersion;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.*;
import io.netty.util.CharsetUtil;

import java.util.Date;

/**
 * 接收/處理/響應客戶端websocket請求的核心業務處理類
 *
 * @author liuyazhuang
 */
public class MyWebSocketHandler extends SimpleChannelInboundHandler {

    private WebSocketServerHandshaker handshaker;
    private static final String WEB_SOCKET_URL = "ws://localhost:8888/websocket";


    //客戶端與服務端創建連接的時候調用
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        NettyConfig.group.add(ctx.channel());
        System.out.println("客戶端與服務端連接開啟...");
    }

    //客戶端與服務端斷開連接的時候調用
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        NettyConfig.group.remove(ctx.channel());
        System.out.println("客戶端與服務端連接關閉...");
    }

    //服務端接收客戶端發送過來的數據結束之后調用
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.flush();
    }

    //工程出現異常的時候調用
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }

    //服務端處理客戶端websocket請求的核心方法
    @Override
    protected void messageReceived(ChannelHandlerContext context, Object msg) throws Exception {

        // 傳統的HTTP接入
        //第一次握手請求消息由HTTP協議承載，所以它是一個HTTP消息，執行handleHttpRequest方法來處理WebSocket握手請求。
        if (msg instanceof FullHttpRequest) {
            handHttpRequest(context, (FullHttpRequest) msg);
        }

        // WebSocket接入
        // 客戶端通過文本框提交請求消息給服務端，WebSocketServerHandler接收到的是已經解碼后的WebSocketFrame消息。
        else if (msg instanceof WebSocketFrame) {

            handWebsocketFrame(context, (WebSocketFrame) msg);
        }
    }


    /**
     * 處理客戶端向服務端發起http握手請求的業務
     *
     * @param ctx
     * @param req
     */
    private void handHttpRequest(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest req) {

        //如果不是WebSocket握手請求消息，那么就返回 HTTP 400 BAD REQUEST 響應給客戶端。
        if (!req.getDecoderResult().isSuccess()
                || !("websocket".equals(req.headers().get("Upgrade")))) {
            sendHttpResponse(ctx, req,
                    new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpResponseStatus.BAD_REQUEST));
            return;
        }

        //如果是握手請求，那么就進行握手
        WebSocketServerHandshakerFactory wsFactory = new WebSocketServerHandshakerFactory(
                WEB_SOCKET_URL, null, false);
        handshaker = wsFactory.newHandshaker(req);
        if (handshaker == null) {
            WebSocketServerHandshakerFactory.sendUnsupportedWebSocketVersionResponse(ctx.channel());
        } else {

            // 通過它構造握手響應消息返回給客戶端，
            // 同時將WebSocket相關的編碼和解碼類動態添加到ChannelPipeline中，用于WebSocket消息的編解碼，
            // 添加WebSocketEncoder和WebSocketDecoder之后，服務端就可以自動對WebSocket消息進行編解碼了
            handshaker.handshake(ctx.channel(), req);
        }
    }

    /**
     * 處理客戶端與服務端之前的websocket業務
     *
     * @param ctx
     * @param frame
     */
    private void handWebsocketFrame(ChannelHandlerContext ctx, WebSocketFrame frame) {
        //判斷是否是關閉websocket的指令
        if (frame instanceof CloseWebSocketFrame) {
            handshaker.close(ctx.channel(), (CloseWebSocketFrame) frame.retain());
        }
        //判斷是否是ping消息
        if (frame instanceof PingWebSocketFrame) {
            ctx.channel().write(new PongWebSocketFrame(frame.content().retain()));
            return;
        }

        //判斷是否是二進制消息，如果是二進制消息，拋出異常
        if (!(frame instanceof TextWebSocketFrame)) {
            System.out.println("目前我們不支持二進制消息");
            throw new RuntimeException("【" + this.getClass().getName() + "】不支持消息");
        }


        //返回應答消息
        //獲取客戶端向服務端發送的消息
        String request = ((TextWebSocketFrame) frame).text();
        System.out.println("服務端收到客戶端的消息====>>>" + request);
        TextWebSocketFrame tws = new TextWebSocketFrame(new Date().toString()
                + ctx.channel().id()
                + " ===>>> "
                + request);
        //群發，服務端向每個連接上來的客戶端群發消息
        NettyConfig.group.writeAndFlush(tws);
    }



    /**
     * 服務端向客戶端響應消息
     *
     * @param ctx
     * @param req
     * @param res
     */
    private void sendHttpResponse(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest req,
                                  DefaultFullHttpResponse res) {

        // 返回應答給客戶端
        if (res.getStatus().code() != 200) {
            ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer(res.getStatus().toString(), CharsetUtil.UTF_8);
            res.content().writeBytes(buf);
            buf.release();
        }

        // 如果是非Keep-Alive，關閉連接
        ChannelFuture f = ctx.channel().writeAndFlush(res);
        if (res.getStatus().code() != 200) {
            f.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
        }
    }
}




最后，編寫入口程序：啟動WebSocket服務


package com.imooc.netty;

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

/**
 * 程序的入口，負責啟動應用
 * @author liuyazhuang
 *
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workGroup);
            b.channel(NioServerSocketChannel.class);
            b.childHandler(new MyWebSocketChannelHandler());
            System.out.println("服務端開啟等待客戶端連接....");
            Channel ch = b.bind(8888).sync().channel();
            ch.closeFuture().sync();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //優雅的退出程序
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}



客戶端代碼：




    
        
        WebSocket客戶端
    
    
    
        

            
            


            
            

            
客戶端接收到服務端返回的應答消息

            
        

    




實際使用WebSocket

上面的例子講解了Netty實現WebSocket，一般我們使用WebSocket不會自己來實現，都是用現成的工具包來進行實現。


我查到的常用的方式有兩種：



Tomcat實現WebSocket


整合Spring實現WebSocket



這一部分我就不再贅述了，等我用到的時候再補教程吧，先mark下相關的博客：



Tomcat實現


Spring整合和Tomcat實現


基于Java實現


總結

WebSocket最大的特點就是長連接，能夠實時推送數據。


參考鏈接：



WebSocket知乎問題


WebSocket原理


WebSocket原理


Netty知乎問題


chunk編碼什么用




如果文章有錯的地方歡迎指正，大家互相交流。習慣在微信看技術文章的同學，想要獲取更多的Java資源的同學，可以關注微信公眾號:Java3y

           
               
                                           
                       
                 
            
                     
             
               

                   
 文章版權歸作者所有，未經允許請勿轉載,若此文章存在違規行為，您可以聯系管理員刪除。

                 
                   
轉載請注明本文地址：http://specialneedsforspecialkids.com/yun/68553.html

               

                      
               
              
              

                
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