Netty对WebSocket的支援

< WebSocket是一种为了提搞Web应用程序的性能以及响应性而开发的先进网络协议>

1. 是Html5提供的一种浏览器与服务端通信的网络技术，非浏览器场合也可以使用，如andorid、ios等
2. 单一TCP连接，全双工通信，也就是客户端与服务端可以互相推送信息

什么叫做全双工和半双工？
全双工：同一时刻，客户端与服务端在两个方向上传输数据
半双工：同一时刻，客户端与服务端只能在一个方向上传输数据

3. 基于Http协议之上的，连接建立后，请求头能看到Upgrade:websocket，升级为ws协议请求，状态码是101，附带了每次请求Frames帧的信息
4. 对代理、防火墙和路由器透明
5. 无头部信息、Cookie 和身份验证、无安全开销
6. 通过 ping/pong 帧保持链路激活
7. 持久化协议，连接建立后，服务器可以主动传递消息给客户端

与Http协议做个对比：

Http协议的弊病：
Http协议为半双工协议、冗长且繁琐、易收到攻击，如长轮询、非持久化协议

以下通过示例演示如何使用WebSocket来实现双向数据传输：

1. 构建服务端入口

public class MyWebSocketServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                    .childHandler(new MyWebSocketChannelInitializer());

            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(8899).sync();
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

2. 创建ChannelInitializer，初始化服务处理链

如何处理WebSocket帧？
由IETF发布的WebSocket RFC，定义了6种帧，Netty为他们每种都提供了一个POJO实现。
BinaryWebSocketFrame 包含了二进制数据
TextWebSocketFrame 包含了文本数据
ContinuationWebSocketFrame 包含了属于上一个BinaryWebSocketFrame或TextWebSocketFrame的文本数据或二进制数据
CloseWebSocketFrame 表示一个CLOSE请求，包含一个关闭状态码和原因
PingWebSocketFrame 请求传输一个PongWebSocketFrame
PongWebSocketFrame 作为一个对PingWebSocketFrame的响应被发送

我们的示例中使用了TextWebSocketFrame，是实际需要处理的帧类型，第3步中自定义处理器来处理响应客户端的消息。

public class MyWebSocketChannelInitializer extends ChannelInitializer{

    @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();

        channelPipeline.addLast(new HttpServerCodec());
        channelPipeline.addLast(new ChunkedWriteHandler());
        // 将多块http消息做聚合
        channelPipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(8192));
        // 这个处理器帮助你完成一些繁重的工作，可以运行一个websocket服务器，它负责websocket的握手以及对控制帧的处理，ping pong，文本或二进制都会传给下一个处理器来处理。
        // 参数表示websocket的网址，通常形式：ws://server:port/context_path ，访问本机：ws://localhost:8899/hello
        channelPipeline.addLast(new WebSocketServerProtocolHandler("/ws"));
        channelPipeline.addLast(new TextWebSocketFrameHandler()); // 添加自定义处理器
    }
}

3. 自定义处理器，SimpleChannelInboundHandler泛型类型为TextWebSocketFrame。

public class TextWebSocketFrameHandler extends SimpleChannelInboundHandler{

    @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame msg) throws Exception {
        System.out.println("收到的消息: " + msg.text());
        ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame("服务器时间: " + LocalDateTime.now() + "，客户端说：" + msg.text()));
    }

    @Override public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("handlerAdded: " + ctx.channel().id().asLongText());
    }

    @Override public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("handlerRemoved: " + ctx.channel().id().asLongText());
    }

    @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("发生异常");
        ctx.close();
    }
}

有两种方式请求websocket服务端，一种是通过网页的方式实现长连接，另外一种通过第三方库在app中实现与服务端的长连接。

我们的应用程序将采用如下约定：如果被请求的URL以/ws结尾，那么我们将会把该协议升级为WebSocket; 否则，服务器将使用基本的HTTP/S。在连接已升级完成后，所有数据都将会使用WebSocket进行传输。
下面以网页方式为例：
clientwebsocket.html

    
    






    
    

    
 服务端输出：
    
    

运行服务端和html页面：

客户端浏览器与服务端双向通信示例

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