SpringBoot+WebSocket实现消息推送功能

2024-12-04 17:55:31

背景

项目中经常会用到消息推送功能，关于推送技术的实现，我们通常会联想到轮询、comet长连接技术，虽然这些技术能够实现，但是需要反复连接，对于服务资源消耗过大，随着技术的发展，HtML5定义了WebSocket协议，能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯。本文将介绍如何采用websocket实现消息推送。

WebSocket简介

WebSocket协议是基于TCP的一种新的网络协议。它实现了浏览器与服务器全双工(full-duplex)通信——允许服务器主动发送信息给客户端。浏览器和服务器仅需一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

协议原理

Websocket协议基于Http协议,针对Http协议进行了相关的改善，且Websocket协议也需要建立TCP连接来实现数据传输，具体实现如下图：

说明：

客户端发起http请求，经过3次握手后，建立起TCP连接；http请求里存放WebSocket支持的版本号等信息，如：Upgrade、Connection、WebSocket-Version等。
服务器收到客户端的握手请求后，同样采用HTTP协议回馈数据
客户端收到连接成功的消息后，开始借助于TCP传输信道进行全双工通信.

WebSocket与HTTP协议的区别

相同点：都是一样基于TCP的，都是可靠性传输协议。都是应用层协议。

不同点：

WebSocket是双向通信协议,可以双向发送或接受信息，而HTTP是单向协议
WebSocket需要浏览器和服务器握手进行建立连接的，而http是浏览器发起向服务器的连接。

WebSocket特点

建立在TCP协议之上，服务器端的实现比较容易。
数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。
支持多种数据格式，可以发送文本、二进制数据。
客户端可以与任意服务器通信，无同源限制。

应用场景

即时聊天通信
在线协同编辑/编辑
实时数据流的拉取与推送
实时地图位置

系统集成Websocket

jar包引入

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.2.4.RELEASE</version>
    <relativePath/>
 </parent>

  <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
  </dependency>

Websocket配置

@Configuration
public class WebSocketConfig
{
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

具体实现

@ServerEndpoint(value="/websocket/{uid}")
@Component
public class WebSocketServer
{
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebSocketServer.class);

    private static final AtomicInteger onlineCount = new AtomicInteger(0);

    private static CopyOnWriteArraySet<Session> sessionSet = new CopyOnWriteArraySet<Session>();

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session,@PathParam("uid") String uid)
    {
        logger.info("open message uid:{}",uid);
        sessionSet.add(session);
        onlineCount.incrementAndGet();
        logger.info("窗口开始监听uid:{},当前在线人数：{}",uid,onlineCount);
    }

    @OnClose
    public void onClose(Session session)
    {
        String sessionId=session.getId();
        logger.info("sessionid:{} close",sessionId);
        sessionSet.remove(this);
        int count=onlineCount.decrementAndGet();
        logger.info("有一连接关闭！当前在线人数为:{}",count);
    }

    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error)
    {
        logger.error("消息发生错误：{},Session ID： {}",error.getMessage(),session.getId());
    }

    public void batchSendMesasge(String uid,String message) throws IOException
    {
        logger.info("推送消息到窗口:{},推送内容:{}",uid,message);
        for(Session session:sessionSet){
            sendMessage(session, message);
        }
    }

    public void sendMessage(Session session, String message) throws IOException {

        if(session!=null)
        {
            synchronized (session) {
                session.getBasicRemote().sendText(message);
            }
        }
    }

}

说明： @OnOpen :当有新的WebSocket连接进入时调用 @OnClose:当有WebSocket连接关闭时调用 @OnError :当有WebSocket抛出异常时调用 @OnMessage:当接收到字符串消息时，对该方法进行回调

测试示例

@Controller
public class WebScoketController
{
   @Autowired
   private WebSocketServer webSocketServer;

    @ResponseBody
    @RequestMapping("/sendMessage")
    public String batchMessage(String uid,String message)
    {
        Map<String, String> map =new HashMap<String, String>();
        try
        {
            map.put("code", "200");
            webSocketServer.batchSendMesasge(uid,message);
        }
        catch (Exception e)
        {
            map.put("code", "-1");
            map.put("message", e.getMessage());
        }
        return JSON.toJSONString(map);
    } 

    @GetMapping("/enter")
    public String enter()
    {
        return "webscoketTest.html";
    }
}

页面请求websocket

<!DOCTYPE HTML>
<html>
   <head>
   <meta charset="utf-8">
   <title>websocket test</title>

      <script type="text/javascript">
            if ("WebSocket" in window)
            {
            	console.log("您的浏览器支持 WebSocket!");

               var ws = new WebSocket("ws://127.0.0.1:9092/websocket/1234");
               console.log('ws连接状态：' + ws.readyState);

               //打开
               ws.onopen = function()
               {
                  ws.send("message test");
                  console.log("mesage sending");
               };

                //发送消息
               ws.onmessage = function (evt)
               {
                  var received_msg = evt.data;
                  alert(received_msg);
               };

                //关闭
               ws.onclose = function()
               {
                  // 关闭 websocket
                  console.log("socket is close");
               };
            }

            else
            {
            	 console.log("您的浏览器不支持 WebSocket!");
            }
      </script>
   </head>
</html>

测试效果

启动程序：运行http://localhost:9092/enter 进入页面开启websocket。

用户发送消息：http://localhost:9092/sendMessage?uid=1235&message=this%20is%20message1

执行的结果如下：

open message uid:1234
[nio-9092-exec-2] c.s.f.w.controller.WebSocketServer: 窗口开始监听uid:1234,当前在线人数：1
[nio-9092-exec-5] c.s.f.w.controller.WebSocketServer: 推送消息到窗口:1234,推送内容:this is message

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