Java后端WebSocket的Tomcat实现

Java后端WebSocket的Tomcat实现

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" %>

Welcome

发送消息

关闭WebSocket连接

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 webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet();

//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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