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Java后端WebSocket的Tomcat實現(xiàn)

更新時間：2018年06月15日 16:58:46 作者：Andy_alone

這篇文章主要介紹了Java后端WebSocket的Tomcat實現(xiàn)，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

一.WebSocket簡單介紹

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議已經(jīng)很難滿足Web應(yīng)用日益復(fù)雜的需求了。近年來，隨著HTML5的誕生，WebSocket協(xié)議被提出，它實現(xiàn)了瀏覽器與服務(wù)器的全雙工通信，擴(kuò)展了瀏覽器與服務(wù)端的通信功能，使服務(wù)端也能主動向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。

我們知道，傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議是無狀態(tài)的，每次請求（request）都要由客戶端（如瀏覽器）主動發(fā)起，服務(wù)端進(jìn)行處理后返回response結(jié)果，而服務(wù)端很難主動向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)；這種客戶端是主動方，服務(wù)端是被動方的傳統(tǒng)Web模式對于信息變化不頻繁的Web應(yīng)用來說造成的麻煩較小，而對于涉及實時信息的Web應(yīng)用卻帶來了很大的不便，如帶有即時通信、實時數(shù)據(jù)、訂閱推送等功能的應(yīng) 用。在WebSocket規(guī)范提出之前，開發(fā)人員若要實現(xiàn)這些實時性較強(qiáng)的功能，經(jīng)常會使用折衷的解決方法：輪詢（polling）和 Comet 技術(shù)。其實后者本質(zhì)上也是一種輪詢，只不過有所改進(jìn)。

輪詢是最原始的實現(xiàn)實時Web應(yīng)用的解決方案。輪詢技術(shù)要求客戶端以設(shè)定的時間間隔周期性地向服務(wù)端發(fā)送請求，頻繁地查詢是否有新的數(shù)據(jù)改動。明顯地，這種方法會導(dǎo)致過多不必要的請求，浪費(fèi)流量和服務(wù)器資源。

Comet技術(shù) 又可以分為長輪詢和流技術(shù) 。長輪詢改進(jìn)了上述的輪詢技術(shù)，減小了無用的請求。它會為某些數(shù)據(jù)設(shè)定過期時間，當(dāng)數(shù)據(jù)過期后才會向服務(wù)端發(fā)送請求；這種機(jī)制適合數(shù)據(jù)的改動不是特別頻繁的情況。流技術(shù) 通常是指客戶端使用一個隱藏的窗口與服務(wù)端建立一個HTTP長連接，服務(wù)端會不斷更新連接狀態(tài)以保持HTTP長連接存活；這樣的話，服務(wù)端就可以通過這條長連接主動將數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端；流技術(shù)在大并發(fā)環(huán)境下，可能會考驗到服務(wù)端的性能。

這兩種技術(shù)都是基于請求-應(yīng)答模式，都不算是真正意義上的實時技術(shù)；它們的每一次請求、應(yīng)答，都浪費(fèi)了一定流量在相同的頭部信息上，并且開發(fā)復(fù)雜度也較大。

伴隨著HTML5推出的WebSocket，真正實現(xiàn)了Web的實時通信，使B/S模式具備了C/S模式的實時通信能力。WebSocket的工作流程是這樣的：瀏覽器通過JavaScript向服務(wù)端發(fā)出建立WebSocket連接的請求，在WebSocket連接建立成功后，客戶端和服務(wù)端就可以通過 TCP連接傳輸數(shù)據(jù)。因為WebSocket連接本質(zhì)上是TCP連接，不需要每次傳輸都帶上重復(fù)的頭部數(shù)據(jù)，所以它的數(shù)據(jù)傳輸量比輪詢和Comet技術(shù)小了很多。本文不詳細(xì)地介紹WebSocket規(guī)范，主要介紹下WebSocket在Java Web中的實現(xiàn)。

JavaEE 7中出了JSR-356:Java API for WebSocket規(guī)范。不少Web容器，如Tomcat,Nginx,Jetty等都支持WebSocket。Tomcat從7.0.27開始支持 WebSocket，從7.0.47開始支持JSR-356，下面的Demo代碼也是需要部署在 Tomcat7.0.47 以上的版本才能運(yùn)行。

客戶端（Web主頁）代碼：

<%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8" %>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Java后端WebSocket的Tomcat實現(xiàn)</title>
</head>
<body>
  Welcome<br/><input id="text" type="text"/>
  <button onclick="send()">發(fā)送消息</button>
  <hr/>
  <button onclick="closeWebSocket()">關(guān)閉WebSocket連接</button>
  <hr/>
  <div id="message"></div>
</body>

<script type="text/javascript">
  var websocket = null;
  //判斷當(dāng)前瀏覽器是否支持WebSocket
  if ('WebSocket' in window) {
    websocket = new WebSocket("ws://172.16.98.31:8080/websocket/websocket");
  }
  else {
    alert('當(dāng)前瀏覽器 Not support websocket');
  }

  //連接發(fā)生錯誤的回調(diào)方法
  websocket.onerror = function () {
    setMessageInnerHTML("WebSocket連接發(fā)生錯誤");
  };

  //連接成功建立的回調(diào)方法
  websocket.onopen = function () {
    setMessageInnerHTML("WebSocket連接成功");
  }

  //接收到消息的回調(diào)方法
  websocket.onmessage = function (event) {
    setMessageInnerHTML(event.data);
  }

  //連接關(guān)閉的回調(diào)方法
  websocket.onclose = function () {
    setMessageInnerHTML("WebSocket連接關(guān)閉");
  }

  //監(jiān)聽窗口關(guān)閉事件，當(dāng)窗口關(guān)閉時，主動去關(guān)閉websocket連接，防止連接還沒斷開就關(guān)閉窗口，server端會拋異常。
  window.onbeforeunload = function () {
    closeWebSocket();
  }

  //將消息顯示在網(wǎng)頁上
  function setMessageInnerHTML(innerHTML) {
    document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';
  }

  //關(guān)閉WebSocket連接
  function closeWebSocket() {
    websocket.close();
  }

  //發(fā)送消息
  function send() {
    var message = document.getElementById('text').value;
    websocket.send(message);
  }
</script>
</html>

Java Web后端代碼

package cn.com;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;

import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

/**
 * @ServerEndpoint 注解是一個類層次的注解，它的功能主要是將目前的類定義成一個websocket服務(wù)器端,
 * 注解的值將被用于監(jiān)聽用戶連接的終端訪問URL地址,客戶端可以通過這個URL來連接到WebSocket服務(wù)器端
 * 每次請求，都會創(chuàng)建一個實例
 */
@ServerEndpoint("/websocket")
public class WebSocketTest {
  //靜態(tài)變量，用來記錄當(dāng)前在線連接數(shù)。應(yīng)該把它設(shè)計成線程安全的。
  private static int onlineCount = 0;

  //concurrent包的線程安全Set，用來存放每個客戶端對應(yīng)的MyWebSocket對象。若要實現(xiàn)服務(wù)端與單一客戶端通信的話，可以使用Map來存放，其中Key可以為用戶標(biāo)識
  private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest>();

  //與某個客戶端的連接會話，需要通過它來給客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)
  private Session session;

  
  /**
   * 連接建立成功調(diào)用的方法
   * @param session 可選的參數(shù)。session為與某個客戶端的連接會話，需要通過它來給客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)
   */
  @OnOpen
  public void onOpen(Session session){
    this.session = session;
    webSocketSet.add(this);   //加入set中
    addOnlineCount();      //在線數(shù)加1
    System.out.println("有新連接加入！當(dāng)前在線人數(shù)為" + getOnlineCount());
  }

  /**
   * 連接關(guān)閉調(diào)用的方法
   */
  @OnClose
  public void onClose(){
    webSocketSet.remove(this); //從set中刪除
    subOnlineCount();      //在線數(shù)減1
    System.out.println("有一連接關(guān)閉！當(dāng)前在線人數(shù)為" + getOnlineCount());
  }

  /**
   * 收到客戶端消息后調(diào)用的方法
   * @param message 客戶端發(fā)送過來的消息
   * @param session 可選的參數(shù)
   */
  @OnMessage
  public void onMessage(String message, Session session) {
    System.out.println("來自客戶端的消息:" + message);
    //群發(fā)消息
    for(WebSocketTest item: webSocketSet){
      try {
        item.sendMessage(message);
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
        continue;
      }
    }
  }

  /**
   * 發(fā)生錯誤時調(diào)用
   * @param session
   * @param error
   */
  @OnError
  public void onError(Session session, Throwable error){
    System.out.println("發(fā)生錯誤");
    error.printStackTrace();
  }

  /**
   * 這個方法與上面幾個方法不一樣。沒有用注解，是根據(jù)自己需要添加的方法。
   * @param message
   * @throws IOException
   */
  public void sendMessage(String message) throws IOException{
    this.session.getBasicRemote().sendText(message);
    //this.session.getAsyncRemote().sendText(message);
  }

  public static synchronized int getOnlineCount() {
    return onlineCount;
  }

  public static synchronized void addOnlineCount() {
    WebSocketTest.onlineCount++;
  }

  public static synchronized void subOnlineCount() {
    WebSocketTest.onlineCount--;
  }
}

打開兩個瀏覽器，輸入網(wǎng)址，直接運(yùn)行