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Java后端WebSocket的Tomcat实现

2019年07月19日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

一.websocket简单介绍

随着互联网的发展，传统的http协议已经很难满足web应用日益复杂的需求了。近年来，随着html5的诞生，websocket协议被提出，它实现了浏览器与服务器的全双工通信，扩展了浏览器与服务端的通信功能，使服务端也能主动向客户端发送数据。

我们知道，传统的http协议是无状态的，每次请求（request）都要由客户端（如 浏览器）主动发起，服务端进行处理后返回response结果，而服务端很难主动向客户端发送数据；这种客户端是主动方，服务端是被动方的传统web模式 对于信息变化不频繁的web应用来说造成的麻烦较小，而对于涉及实时信息的web应用却带来了很大的不便，如带有即时通信、实时数据、订阅推送等功能的应 用。在websocket规范提出之前，开发人员若要实现这些实时性较强的功能，经常会使用折衷的解决方法： 轮询（polling） 和 comet 技术。其实后者本质上也是一种轮询，只不过有所改进。 

轮询是最原始的实现实时web应用的解决方案。轮询技术要求客户端以设定的时间间隔周期性地向服务端发送请求，频繁地查询是否有新的数据改动。明显地，这种方法会导致过多不必要的请求，浪费流量和服务器资源。

comet技术  又可以分为 长轮询 和 流技术 。 长轮询 改进了上述的轮询技术，减小了无用的请求。它会为某些数据设定过期时间，当数据过期后才会向服务端发送请求；这种机制适合数据的改动不是特别频繁的情况。 流技术 通常是指客户端使用一个隐藏的窗口与服务端建立一个http长连接，服务端会不断更新连接状态以保持http长连接存活；这样的话，服务端就可以通过这条长连接主动将数据发送给客户端；流技术在大并发环境下，可能会考验到服务端的性能。 

这两种技术都是基于请求-应答模式，都不算是真正意义上的实时技术；它们的每一次请求、应答，都浪费了一定流量在相同的头部信息上，并且开发复杂度也较大。

伴随着html5推出的websocket，真正实现了web的实时通信，使b/s模式具备了c/s模式的实时通信能力。websocket的工作流程是这 样的：浏览器通过javascript向服务端发出建立websocket连接的请求，在websocket连接建立成功后，客户端和服务端就可以通过 tcp连接传输数据。因为websocket连接本质上是tcp连接，不需要每次传输都带上重复的头部数据，所以它的数据传输量比轮询和comet技术小 了很多。本文不详细地介绍websocket规范，主要介绍下websocket在java web中的实现。

javaee 7中出了jsr-356:java api for websocket规范。不少web容器，如tomcat,nginx,jetty等都支持websocket。tomcat从7.0.27开始支持 websocket，从7.0.47开始支持jsr-356，下面的demo代码也是需要部署在 tomcat7.0.47  以上的版本才能运行。

客户端（web主页）代码：

<%@ page language="java" pageencoding="utf-8" %>
<!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://172.16.98.31:8080/websocket/websocket");
  }
  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) {
    setmessageinnerhtml(event.data);
  }

  //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(message);
  }
</script>
</html>

java web后端代码

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
 * 每次请求，都会创建一个实例
 */
@serverendpoint("/websocket")
public class websockettest {
  //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
  private static copyonwritearrayset<websockettest> websocketset = new copyonwritearrayset<websockettest>();

  //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
  private session session;

  
  /**
   * 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){
    this.session = session;
    websocketset.add(this);   //加入set中
    addonlinecount();      //在线数加1
    system.out.println("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 void onclose(){
    websocketset.remove(this); //从set中删除
    subonlinecount();      //在线数减1
    system.out.println("有一连接关闭！当前在线人数为" + 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) {
    system.out.println("来自客户端的消息:" + message);
    //群发消息
    for(websockettest item: websocketset){
      try {
        item.sendmessage(message);
      } catch (ioexception e) {
        e.printstacktrace();
        continue;
      }
    }
  }

  /**
   * 发生错误时调用
   * @param session
   * @param error
   */
  @onerror
  public void onerror(session session, throwable error){
    system.out.println("发生错误");
    error.printstacktrace();
  }

  /**
   * 这个方法与上面几个方法不一样。没有用注解，是根据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--;
  }
}

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以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持移动技术网。

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