WebSocket 是一种网络通信协议，很多高级功能都需要它。
一、为什么需要 WebSocket ？
初次接触 WebSocket 的人，都会问同样的问题：我们已经有了 HTTP 协议，为什么还需要另一个协议？它能带来什么好处？
很简单，因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起。
举个例子，我们想了解今天的天气，只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息。
这种单向请求的特点，注定了如果服务器有连续 的状态变化，客户端要获知就非常麻烦。我们只能用 “轮询” ：每隔一段时间，就发出一个询问，了解服务器有没有新的信息。
但是轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）。因此，工程师们一直在思考，有没有更好的方法。WebSocket就是这样发明的。
二、简介
WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都以及支持了。
它的最大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。
其他特点包括：
（1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。
（2）与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。
（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。客户端与服务端进行数据交换时，服务端到客户端的数据包头只有 2 到 10 字节，客户端到服务端需要加上另外 4 字节的掩码。HTTP 每次都需要携带完整头部。
（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据。
（5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。
（6）协议标识符是 ws （如果加密，则为 wss ），服务器网址就是 URL 。
| ws://example.com:80/some/path |
|---|
三、客户端的简单示例
WebSocket 的用法相当简单。
下面是一个网页脚本的例子（点击这个查看运行结果）基本上一眼就能明白。
var ws = new WebSocket("wss://echo.websocket.org");
ws.onopen = function(evt) {
console.log("Connection open ...");
ws.send("Hello WebSockets!");
};
ws.onmessage = function(evt) {
console.log( "Received Message: " + evt.data);
ws.close();
};
ws.onclose = function(evt) {
console.log("Connection closed.");
};
四、客户端的 API
WebSocket 客户端的 API 如下。
1）WebSocket 构造函数
WebSocket 对象作为一个构造函数，用于新建 WebSocket 实例。
var ws = new WebSocket('ws://localhost:8080');
执行上面语句后，客户端就会与服务器进行连接。
实例对象的所有属性和方法清单，详情参见这里
2）webSocket.readyState
readyState 属性返回实例对象的当前状态，共有四种。
- CONNECTING：值为0，表示正在连接。
- OPEN：值为1，表示连接成功，可以通信了。
- CLOSING：值为2，表示连接正在关闭。
- CLOSED：值为3，表示连接已经关闭，或者打开连接失败。
下面是一个示例。
switch (ws.readyState) {
case WebSocket.CONNECTING://值为0
// do something
break;
case WebSocket.OPEN://值为1
// do something
break;
case WebSocket.CLOSING://值为2
// do something
break;
case WebSocket.CLOSED://值为3
// do something
break;
default:
// this never happens
break;
}
3）webSocket.onopen
实例对象的 onopen 属性，用于指定连接成功后的回调函数。
ws.onopen = function () {
ws.send('Hello Server!');
}
如果要指定多个回调函数，可以使用 addEventListener 方法。
ws.addEventListener('open', function (event) {
ws.send('Hello Server!');
});
4）webSocket.onmessage
实例对象的 onmessage 属性，用于指定收到服务器数据后的回调函数。
ws.onmessage = function(event) {
var data = event.data;
// 处理数据
};
ws.addEventListener("message", function(event) {
var data = event.data;
// 处理数据
});
注意，服务器数据可能是文本，也可能是二进制数据（ blob 对象或 Arraybuffer 对象）。
ws.onmessage = function(event){
if(typeof event.data === String) {
console.log("Received data string");
}
if(event.data instanceof ArrayBuffer){
var buffer = event.data;
console.log("Received arraybuffer");
}
}
除了动态判断收到的数据类型，也可以使用 binaryType 属性，显示指定收到的二进制数据类型。
// 收到的是 blob 数据
ws.binaryType = "blob";
ws.onmessage = function(e) {
console.log(e.data.size);
};
// 收到的是 ArrayBuffer 数据
ws.binaryType = "arraybuffer";
ws.onmessage = function(e) {
console.log(e.data.byteLength);
};
5）webSocket.send()
实例对象的 send() 方法用于向服务器发送数据。
发送文本的例子。
ws.send('your message');
发送 Blob 对象的例子。
var file = document
.querySelector('input[type="file"]')
.files[0];
ws.send(file);
发送 ArrayBuffer 对象的例子。
// Sending canvas ImageData as ArrayBuffer
var img = canvas_context.getImageData(0, 0, 400, 320);
var binary = new Uint8Array(img.data.length);
for (var i = 0; i < img.data.length; i++) {
binary[i] = img.data[i];
}
ws.send(binary.buffer);
6）webSocket.bufferedAmount
实例对象的 bufferedAmount 属性，表示还有多少字节的二进制数据没有发送出去。它可以用来判断发送是否结束。
var data = new ArrayBuffer(10000000);
socket.send(data);
if (socket.bufferedAmount === 0) {
// 发送完毕
} else {
// 发送还没结束
}
7）webSocket.onclose
实例对象的 onclose 属性，用于指定连接关闭后的回调函数。
ws.onclose = function(event) {
var code = event.code;
var reason = event.reason;
var wasClean = event.wasClean;
// handle close event
};
ws.addEventListener("close", function(event) {
var code = event.code;
var reason = event.reason;
var wasClean = event.wasClean;
// handle close event
});
8）webSocket.onerror
实例对象的 onerror 属性，用于指定报错时的回调函数。
socket.onerror = function(event) {
// handle error event
};
socket.addEventListener("error", function(event) {
// handle error event
});
五、服务器的实现
WebSocket 服务器的实现，可以查看维基百科的列表。
js部分
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Java后端WebSocket的Tomcat实现</title>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
</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 uid = "admin";
var websocket = null;
//判断当前浏览器是否支持WebSocket
if ('WebSocket' in window) {
websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/WebSocketTest/websocket/"+uid);
}
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部分
package test;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.PathParam;
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
*/
@ServerEndpoint(value = "/websocket/{param}")//{}中的数据代表一个参数，多个参数用/分隔
public class WebSocketTest {
private String uname;
//
// 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(@PathParam(value = "param") String uid, Session session) {
this.session = session;
this.uname = uid;
System.out.println(uid);
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 {
if (item.uname.equals(this.uname)) {
item.sendMessage(item.uname + ":" + 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--;
}
}
以上代码来自网络，可实现前端和后端的互相通讯。
六、WebSocketd
推荐一款非常特别的 WebSocket 服务器：WebSocketd 。
它的最大特点，就是后台脚本不限语言，标准输入（stdin）就是 WebSocket 的输入，标准输出（stdout）就是 WebSocket 的输出。
有兴趣的朋友可以去看看。
好事定律：每件事最后都会是好事，如果不是好事，说明还没到最后。