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使用WebSocket实现即时通讯(一个群聊的聊天室)

作者：不能说的秘密go 时间：2023-11-29 03:00:46　

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。

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,并使用WebSocket实现一个聊天室。

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。下面的代码也必须运行在Tomcat7.0.27以上的版本。

WebSocket服务端的代码


//该注解用来指定一个URI，客户端可以通过这个URI来连接到WebSocket。类似Servlet的注解mapping。无需在web.xml中配置。
@ServerEndpoint("/webSocket")
public class WebSocketDemo {
// 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 final AtomicInteger onlineCount = new AtomicInteger(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<WebSocketDemo> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketDemo>();
//定义一个记录客户端的聊天昵称
private final String nickname;
// 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;

public WebSocketDemo() {
 nickname = "访客"+onlineCount.getAndIncrement();
}
/*
 *使用@Onopen注解的表示当客户端链接成功后的回掉。参数Session是可选参数
 这个Session是WebSocket规范中的会话，表示一次会话。并非HttpSession
 */
@OnOpen
public void onOpen(Session session) {
 this.session = session;
 webSocketSet.add(this);
 String message = String.format("[％s,％s]",nickname,"加入聊天室");
 broadcast(message);
 System.out.println("onOpen");
}
/*
 *使用@OnMessage注解的表示当客户端发送消息后的回掉，第一个参数表示用户发送的数据。参数Session是可选参数，与OnOpen方法中的session是一致的
 */
@OnMessage
public void onMessage(String message,Session session){
//这里当然会打印true
 System.out.println(this.session==session);
 broadcast(String.format("％s:％s",nickname,filter(message)));
}
/*
*用户断开链接后的回调，注意这个方法必须是客户端调用了断开链接方法后才会回调
*/
@OnClose
public void onClose() {
 webSocketSet.remove(this);
 String message = String.format("[％s,％s]",nickname,"离开了聊天室链接");
 broadcast(message);
}
//完成群发
private void broadcast(String info){
 for(WebSocketDemo w:webSocketSet){
  try {
   synchronized (WebSocketDemo.class) {
    w.session.getBasicRemote().sendText(info);
   }
  } catch (IOException e) {
   System.out.println("向客户端"+w.nickname+"发送消息失败");
   webSocketSet.remove(w);
   try {
    w.session.close();
   } catch (IOException e1) {}
   String message = String.format("[％s,％s]",w.nickname,"已经断开链接");
   broadcast(message);
  }

}
}
//对用户的消息可以做一些过滤请求，如屏蔽关键字等等。。。
public static String filter(String message){
 if(message==null){
  return null;
 }
 return message;
}
}

客户端（Web主页）代码：


<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Insert title here</title>
<script type="text/javascript">
var ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/WebSocketTest/webSocket");
/*
 *监听三种状态的变化 。js会回调
 */
ws.onopen = function(message) {

};
ws.onclose = function(message) {

};
ws.onmessage = function(message) {
 showMessage(message.data);
};
//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() {
 ws.close();
};
//关闭连接
function closeWebSocket() {
 ws.close();
}
//发送消息
function send() {
 var input = document.getElementById("msg");
 var text = input.value;
 ws.send(text);
 input.value = "";
}
function showMessage(message) {
 var text = document.createTextNode(message);
 var br = document.createElement("br")
 var div = document.getElementById("showChatMessage");
 div.appendChild(text);
 div.appendChild(br);
}
</script>
</head>
<body>
<div
 style="width: 600px; height: 240px; overflow-y: auto; border: 1px solid #333;"
 id="show">
 <div id="showChatMessage"></div>
 <input type="text" size="80" id="msg" name="msg" placeholder="输入聊天内容" />
 <input type="button" value="发送" id="sendBn" name="sendBn"
  onclick="send()">
</body>
</html>

如上就完成了一个具有群聊功能的聊天室。验证过程中发现使用WebSocket能够完成跨域请求。

来源：https://blog.csdn.net/canot/article/details/51140611

标签：WebSocket,即时通讯,聊天室
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