前言
在之前一个项目中，有一个实时通信的需求需要实现，由此我初步接触了 websocket 协议，并做了简单的业务实现。作为一个初步的了解吧，给大家一个参考。
1. 为什么用 websocket？
换句话说，websocket 解决了什么问题？答案是，解决了两个主要问题：
- 只能客户端发送请求
- 一段时间内的频繁信息发送
假设现在需要设计一个实时预警系统的通知模块，那么作为工程师我们应该怎么设计通知的这个功能呢？如果我们现在只有 http 协议，那么我们只能让客户端不断地轮询服务器，轮询的时间间隔越小越能接近实时的效果。可是，轮询的效率低，又浪费资源。针对这样的场景，websocket 应运而生。
2. websocket
WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都已经支持了。
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，是一个可靠的传输协议。
（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。
（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。
以上内容，摘自 http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/05/websocket.html
3. websocket 在 springboot 中的实现
直接上代码，省略了 package 与 import，实现了一个多人多聊天室的 demo。
其中 onOpen 方法的并发处理与 webSocketSet 数据结构需要好好体会。
/**
* websocket，实时信息回传。
*
* @author amber
* @date 2020-08-05
*/
@Component
@ServerEndpoint("/websocket/{uniCode}") //通过 unicode 识别加入的用户（连接），放在一个集合中。
//每一个连接，就是一个实例。
public class RealTimeWebSocketServer{
/**
* 与某个客户端的连接对话，需要通过它来给客户端发送消息。
* 每个用户（连接）私有。
*/
private Session session;
/**
* static
* 储存链接 <uniCode, set<instance>>
* ConcurrentHashMap 线程安全，读取非阻塞
* CopyOnWriteArraySet 线程安全
*/
private static final ConcurrentHashMap<String, CopyOnWriteArraySet<RealTimeWebSocketServer>> webSocketSet = new ConcurrentHashMap<>();
//每一个新连接进来执行的方法
@OnOpen
public void onOpen(Session session, @PathParam(value = "uniCode") String uniCode) {
this.session = session;
//先查找是否有uniCode
CopyOnWriteArraySet<RealTimeWebSocketServer> users = webSocketSet.get(uniCode);
if (users == null) {
//处理读并发
synchronized (webSocketSet) {
if (!webSocketSet.contains(uniCode)) {
users = new CopyOnWriteArraySet<>();
webSocketSet.put(uniCode, users);
generateRealTimeInfo(uniCode);
}
}
}
users.add(this);
logger.info("连接成功，当前房间数为：" + webSocketSet.size()
+ "，连接ID：" + uniCode
+ "，房间号：" + uniCode
+ "，当前房间人数：" + webSocketSet.get(uniCode).size());
}
//关闭连接执行的方法
@OnClose
public void onClose(Session session) {
// 避免多人同时在线直接关闭通道。
Object[] objects = webSocketSet.get(this.uniCode).toArray();
for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
if(((RealTimeWebSocketServer) objects[i]).session.equals(session)){
//删除房间中当前用户
webSocketSet.get(this.uniCode).remove((RealTimeWebSocketServer) objects[i]);
}
}
if(webSocketSet.get(uniCode).size() <= 0){
//删除房间
webSocketSet.remove(uniCode);
logger.info("ID：" + uniCode+ "退出成功 ");
}else{
logger.info("ID：" + uniCode+ " 1名用户退出，剩余" + webSocketSet.get(uniCode).size() + "名用户在线");
}
}
//实例收到消息执行此方法
@OnMessage
public void onMessage(String message) {
logger.info("收到消息：" + message);
//刷新实时巡检进度
CopyOnWriteArraySet<RealTimeWebSocketServer> users = webSocketSet.get(uniCode);
if (users != null) {
for (RealTimeWebSocketServer user : users) {
user.session.getAsyncRemote().sendText(message);
logger.info("发送消息：" + message);
}
}
}
//未知错误执行此方法
@OnError
public void onError(Session session, Throwable error) {
logger.info("发生错误" + new Date());
logger.error(error.getMessage(), error);
}
}
4. 心跳检测
心跳检测是啥？
一般在长连接中，有可能很长一段时间都没有数据往来，所以一般周期性的，前端会发送一个心跳包到后端，保证连接的有效性。
为啥不是后端发心跳检测，而是前端发？
- 后端可能保有大量的连接，如果作为定时任务对无数据连接发送心跳包，开销大。
- 从业务角度来说，每一个前端作为大部分信息的发送和接收方，控制连接更为合理。
具体实现
应用层，这是一个前后端相互配合的功能。
前端代码
//心跳检测
var heartCheck = {
timeout: 60000, //每隔60秒发送心跳
severTimeout: 5000, //服务端超时时间
timeoutObj: null,
serverTimeoutObj: null,
start: function(){
var _this = this;
this.timeoutObj && clearTimeout(this.timeoutObj);
this.serverTimeoutObj && clearTimeout(this.serverTimeoutObj);
this.timeoutObj = setTimeout(function(){
//这里发送一个心跳，后端收到后，返回一个心跳消息，
//onmessage拿到返回的心跳就说明连接正常
ws.send("心跳包"); // 心跳包
//计算答复的超时时间
_this.serverTimeoutObj = setTimeout(function() {
ws.close();
}, _this.severTimeout);
}, this.timeout)
}
}
====================================================================
ws.onopen = function () {
//心跳检测重置
heartCheck.start();
};
ws.onmessage = function (event) {
//拿到任何消息都说明当前连接是正常的
console.log('接收到消息');
heartCheck.start();
}
参考资料
https://www.cnblogs.com/FatKee/articles/10250854.html