WebSocket简单介绍

一、定义

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。使web更具交互性的，包括Java applet、XMLHttpRequest、Adobe Flash、ActiveXObject、各种Comet技术、服务器发送的事件等等。

二、产生的原因

传统双工通信

客户端和服务器之间通过多个HTTP连接来实现，造成HTTP轮询的滥用，客户端向服务器不断发送HTTP请求来进行询问，导致效率低下。

• 服务器被迫为每个客户端使用许多不同的底层TCP连接：一个用于向客户端发送信息，其它用于接收每个传入消息。
• 有线协议有很高的开销，每一个客户端和服务器之间都有HTTP头。
• 客户端脚本被迫维护从传出连接到传入连接的映射来追踪回复。

WebSocket协议

结合WebSocket API ，WebSocket协议提供了一个用来替代HTTP轮询实现网页到远程主机的双向通信的方法：使用单个TCP连接双向通信，允许服务器主动发送信息给客户端。

三、实现原理

在实现websocket连线过程中，需要通过浏览器发出websocket连线请求，然后服务器发出回应，这个过程通常称为“握手” 。在 WebSocket API，浏览器和服务器只需要做一个握手的动作，然后，浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。

四、限制

一些浏览器中缺少对WebSocket的支持。第一个支持WebSocket的ie是ie10。此外，一些限制性代理可能会以某种方式配置，要么阻止尝试进行HTTP升级，要么在一段时间后断开连接，因为它已经打开了太长时间。

因此，回退选项是必要的，而Spring框架提供了基于SockJS协议的透明的回退选项。

五、消息架构

REST是一种广泛接受、理解和支持的用于构建web应用程序的体系结构。它是一种体系结构，它依赖于拥有许多url(名词)、少数HTTP方法(动词)和其他原则，如使用超媒体(链接)、保持无状态等等。

相比之下，WebSocket应用程序可能只使用一个URL作为初始HTTP握手。之后所有的消息都在相同的TCP连接上共享和流动。这指向一个完全不同的、异步的、事件驱动的消息体系结构。与传统消息应用程序(如JMS、AMQP)更接近的一种。

Spring Framework 4包含一个新的Spring消息模块，其中包含来自Spring Integration项目的关键抽象，比如消息、MessageChannel、MessageHandler，以及其他可以作为消息传递体系结构的基础。该模块还包括一组用于将消息映射到方法的注释，类似于Spring MVC基于注释的编程模型。

六、WebSocket应用场景

WebSocket最适合的是在web应用程序中，客户端和服务器需要频繁地交换事件和低延迟。主要候选者包括但不限于在金融、游戏、合作等方面的应用。这样的应用程序对时间延迟非常敏感，并且需要在高频率的情况下交换各种各样的消息。

它是低延迟和高频率的消息的组合，可以使WebSocket协议的使用成为关键。即使在这样的应用程序中，仍然可以选择是否所有的客户机-服务器通信都应该通过WebSocket消息来完成，而不是使用HTTP和REST。答案会因应用而异;然而，很可能某些功能可能会在WebSocket和REST API中暴露出来，从而为客户提供其他的选择。此外，REST API调用可能需要向通过WebSocket连接的感兴趣的客户端广播消息。

Spring框架允许@Controller和@RestController类同时拥有HTTP请求处理和WebSocket消息处理方法。此外，Spring MVC请求处理方法或任何应用程序方法，都可以轻松地向所有感兴趣的WebSocket客户端或特定的用户广播一条消息。

七、WebSocket API

特点

• WebSocket API是下一代客户端-服务器的异步通信方法。
• 该通信取代了单个的TCP套接字，使用ws或wss协议，可用于任意的客户端和服务器程序。
• 服务器和客户端可以在给定的时间范围内的任意时刻，相互推送信息。（WebSocket并不限于以Ajax(或XHR)方式通信，因为Ajax技术需要客户端发起请求）
• XHR受到域的限制，而WebSocket允许跨域通信。

用法

以Spring Boot为例：
* 只专注于客户端的API，因为每个服务器端语言有自己的API。

• pom配置

<dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocketartifactId>
dependency>

有两种写法

a.创建一个TextWebSocketHandler或BinaryWebSocketHandler的派生类

• 创建和配置一个WebSocketHandler

  1.创建一个WebSocket服务器和实现WebSocketHandler一样简单（继承TextWebSocketHandler或BinaryWebSocketHandler）。

  import org.springframework.web.socket.WebSocketHandler;
  import org.springframework.web.socket.WebSocketSession;
  import org.springframework.web.socket.TextMessage;
  
  public class MyHandler extends TextWebSocketHandler {
  
    @Override
    public void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) {
        // ...
    }
  
  }

  2.有专门的WebSocket Java-config或XML命名空间支持将上面的WebSocket处理程序映射到一个特定的URL。

  import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocket;
  import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketConfigurer;
  import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketHandlerRegistry;
  
  @Configuration
  @EnableWebSocket
  public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
  
    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
        registry.addHandler(myHandler(), "/myHandler");
    }
  
    @Bean
    public WebSocketHandler myHandler() {
        return new MyHandler();
    }
  
  }

  与之等价的XML配置：

  <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:websocket="http://www.springframework.org/schema/websocket"
    xsi:schemaLocation="
        http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/websocket
        http://www.springframework.org/schema/websocket/spring-websocket.xsd">
  
    <websocket:handlers>
        <websocket:mapping path="/myHandler" handler="myHandler"/>
    websocket:handlers>
  
    <bean id="myHandler" class="org.springframework.samples.MyHandler"/>
  
  beans>

• 定制WebSocket握手

  定制初始HTTP WebSocket握手请求的最简单方法是通过一个handshake截取程序，它公开了“前”和“后”握手方法。这样的拦截器可用于阻止握手或对WebSocketSession提供任何属性。例如，有一个内置的拦截器用于将HTTP会话属性传递给WebSocket会话:

  @Configuration
  @EnableWebSocket
  public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
  
    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
        registry.addHandler(new MyHandler(), "/myHandler")
            .addInterceptors(new HttpSessionHandshakeInterceptor());
    }
  
  }

  与之等价的XML配置：

  <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:websocket="http://www.springframework.org/schema/websocket"
    xsi:schemaLocation="
        http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/websocket
        http://www.springframework.org/schema/websocket/spring-websocket.xsd">
  
    <websocket:handlers>
        <websocket:mapping path="/myHandler" handler="myHandler"/>
        <websocket:handshake-interceptors>
            <bean class="org.springframework.web.socket.server.support.HttpSessionHandshakeInterceptor"/>
        websocket:handshake-interceptors>
    websocket:handlers>
  
    <bean id="myHandler" class="org.springframework.samples.MyHandler"/>
  
  beans>  

• 配置WebSocket引擎

  1.每个底层WebSocket引擎都暴露了控制运行时特征的配置属性，比如消息缓冲区大小、闲置超时等。

  @Configuration
  @EnableWebSocket
  public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
  
    @Bean
    public ServletServerContainerFactoryBean createWebSocketContainer() {
        ServletServerContainerFactoryBean container = new ServletServerContainerFactoryBean();
        container.setMaxTextMessageBufferSize(8192);
        container.setMaxBinaryMessageBufferSize(8192);
        return container;
    }
  
  }

  与之等价的XML配置：

  <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:websocket="http://www.springframework.org/schema/websocket"
    xsi:schemaLocation="
        http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/websocket
        http://www.springframework.org/schema/websocket/spring-websocket.xsd">
  
    <bean class="org.springframework...ServletServerContainerFactoryBean">
        <property name="maxTextMessageBufferSize" value="8192"/>
        <property name="maxBinaryMessageBufferSize" value="8192"/>
    bean>
  
  beans>  

  2.对于Jetty，您需要提供预配置的Jetty WebSocketServerFactory，并通过WebSocket Java配置将其插入到Spring的DefaultHandshakeHandler中。

  @Configuration
  @EnableWebSocket
  public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
  
    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
        registry.addHandler(echoWebSocketHandler(),
            "/echo").setHandshakeHandler(handshakeHandler());
    }
  
    @Bean
    public DefaultHandshakeHandler handshakeHandler() {
  
        WebSocketPolicy policy = new WebSocketPolicy(WebSocketBehavior.SERVER);
        policy.setInputBufferSize(8192);
        policy.setIdleTimeout(600000);
  
        return new DefaultHandshakeHandler(
                new JettyRequestUpgradeStrategy(new WebSocketServerFactory(policy)));
    }
  
  }

  与之等价的XML配置：

  <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:websocket="http://www.springframework.org/schema/websocket"
    xsi:schemaLocation="
        http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/websocket
        http://www.springframework.org/schema/websocket/spring-websocket.xsd">
  
    <bean class="org.springframework...ServletServerContainerFactoryBean">
        <property name="maxTextMessageBufferSize" value="8192"/>
        <property name="maxBinaryMessageBufferSize" value="8192"/>
    bean>
  
  beans>  

• 打开一个连接，为连接创建事件监听器，断开连接，消息时间，发送消息返回到服务器，关闭连接。

  // 创建一个Socket实例
  var socket = new WebSocket('ws://localhost:8080');
  
  // 打开Socket
  socket.onopen = function(event) {
  
  // 发送一个初始化消息
  socket.send('I am the client and I\'m listening!');
  
  // 监听消息
  socket.onmessage = function(event) {
    console.log('Client received a message',event);
  };
  
  // 监听Socket的关闭
  socket.onclose = function(event) {
    console.log('Client notified socket has closed',event);
  };
  
  // 关闭Socket....
  //socket.close()
  };

项目链接a

b.使用@ServerEndpoint注解

使用@OnOpen，@OnClose，@OnMessage，@OnError等注解，编写相应的函数处理js的相关请求。

项目链接b