SpringBoot2.x整合WebSocket实现即时聊天室

前言

  • WebSocket 是什么?
    WebSocket 是一种网络通信协议,是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议
  • 为什么需要 WebSocket
    我们都知道:HTTP 协议是一种无状态的、无连接的、单向的应用层协议。它采用了请求/响应模型。通信请求只能由客户端发起,服务端对请求做出应答处理,这种通信模型有一个弊端:HTTP 协议无法实现服务器主动向客户端发起消息(当然我们可以建立一个长连接来实现双向的交互),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。大多数 Web 应用程序将通过频繁的异步 JavaScriptXMLAJAX)请求实现长轮询。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);而WebSocket 连接允许客户端和服务器之间进行全双工通信,以便任一方都可以通过建立的连接将数据推送到另一端。WebSocket 只需要建立一次连接,就可以一直保持连接状态。这相比于轮询方式的不停建立连接显然效率要大大提高。
  • WebSocket 如何工作?
    Web 浏览器和服务器都必须实现 WebSockets 协议来建立和维护连接。由于 WebSockets 连接长期存在,与典型的 HTTP 连接不同,对服务器有重要的影响。基于多线程或多进程的服务器无法适用于 WebSockets,因为它旨在打开连接,尽可能快地处理请求,然后关闭连接。任何实际的 WebSockets 服务器端实现都需要一个异步服务器。

WebSocket 客户端

  • 创建 WebSocket 对象
let Socket = new WebSocket(url, [protocol] );
  • WebSocket 属性
属性 描述
Socket.readyState 只读属性 readyState 表示连接状态,可以是以下值:0: 表示连接尚未建立。1 : 表示连接已建立,可以进行通信。2 : 表示连接正在进行关闭。3 : 表示连接已经关闭或者连接不能打开
Socket.bufferedAmount 只读属性 bufferedAmount 已被 send() 放入正在队列中等待传输,但是还没有发出的 UTF-8 文本字节数
  • WebSocket 事件
事件 事件处理程序 描述
open Socket.onopen 连接建立时触发
message Socket.onmessage 客户端接收服务端数据时触发
error Socket.onerror 通信发生错误时触发
close Socket.onclose 连接关闭时触发
  • WebSocket 方法
方法 描述
Socket.send() 使用连接发送数据
Socket.close() 关闭连接
  • 完整示例
let ws = new WebSocket('ws://localhost:8080/webSocket');

ws.onopen = function() {
  ws.send('发送数据');
};

ws.onmessage = function(evt) {
  var received_msg = evt.data;
};

ws.onclose = function() {
  alert('连接已关闭...');
};

WebSocket 服务器端

  • 引入依赖
<dependency>
   <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocketartifactId>
dependency>
  • 开启配置
@Configuration
public class WebSocketConfig {

    @Bean
    ServerEndpointExporter serverEndpointExporter(){
        return new ServerEndpointExporter();
    }

}
  • 开发服务
@Slf4j
@Component
@ServerEndpoint("/websocket/{sid}")
public class WebSocketServer {

    //记录当前在线数,线程安全
    private static AtomicInteger onlineNum = new AtomicInteger();
    //记录每个客户端的WebSocketServer对象
    private static ConcurrentHashMap<String, Session> sessions = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * @Description 发送消息
     * @param session 客户端
     * @param msg 消息体
     */
    public void sendMsg(Session session,String msg) throws IOException {
        if(null != session){
            synchronized (session){
                log.info("发送消息:客户端:{},消息:{}",session.getId(),msg);
                session.getBasicRemote().sendText(msg); //发送消息
            }
        }
    }

    /**
     * @Description 发送消息
     * @param userName 用户名
     * @param msg 消息体
     */
    public void sendMsgToUser(String userName,String msg) throws IOException {
        Session session = sessions.get(userName);
        sendMsg(session,msg); //发送消息
    }

    /**
     * @Description 建立连接成功调用,记录用户信息
     * @param session 客户端
     * @param userName 用户名
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session,@PathParam("sid") String userName) throws IOException {
        sessions.put(userName,session); //保存用户信息
        addOnlineCount(); //在线数自增 +1
        log.info("欢迎{}登录!",userName);
        sendMsgToUser(userName,"欢迎" + userName + "登录!");
    }

    /**
     * @Description 关闭连接时调用
     * @param userName 用户名
     */
    @OnClose
    public void onClose(@PathParam("sid") String userName){
        sessions.remove(userName); //删除对应用户连接
        subOnlineCount(); //在线计数递减 -1
        log.info("{}断开连接,当前在线客户数{}!",userName,onlineNum);
    }

    /**
     * @Description 收到客户端信息
     * @param msg 消息体
     */
    @OnMessage
    public void onMsg(String msg){
        msg = "客户端:" + msg + ",已收到";
        log.info(msg);
        for (Session session : sessions.values()) {
            try {
                sendMsg(session,msg);
            } catch (IOException e) {
                log.error("客户端:{}接收消息异常!",session.getId());
                continue; //异常继续,确保其他客户端可以收到消息
            }
        }
    }
    //在线数自增
    public static void addOnlineCount(){
        onlineNum.incrementAndGet();
    }
    //在线数自减
    public static void subOnlineCount(){
        onlineNum.decrementAndGet();
    }
}

即时聊天室Demo

  • 整体项目结构
    SpringBoot2.x整合WebSocket实现即时聊天室_第1张图片
  • 项目依赖
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-freemarkerartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-devtoolsartifactId>
            <scope>runtimescope>
            <optional>trueoptional>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-configuration-processorartifactId>
            <optional>trueoptional>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombokgroupId>
            <artifactId>lombokartifactId>
            <optional>trueoptional>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-testartifactId>
            <scope>testscope>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-websocketartifactId>
        dependency>
    dependencies>
  • 配置WebSocketConfig.java
@Configuration
public class WebSocketConfig {

    @Bean
    ServerEndpointExporter serverEndpointExporter(){
        return new ServerEndpointExporter();
    }

}
  • 服务WebSocketServer.java实现
@Slf4j
@Component
@ServerEndpoint("/websocket/{sid}")
public class WebSocketServer {

    //记录当前在线数,线程安全
    private static AtomicInteger onlineNum = new AtomicInteger();
    //记录每个客户端的WebSocketServer对象
    private static ConcurrentHashMap<String, Session> sessions = new ConcurrentHashMap<>();

    public void sendMsg(Session session,String msg) throws IOException {
        if(null != session){
            synchronized (session){
                log.info("发送消息:客户端:{},消息:{}",session.getId(),msg);
                session.getBasicRemote().sendText(msg); //发送消息
            }
        }
    }

    public void sendMsgToUser(String userName,String msg) throws IOException {
        Session session = sessions.get(userName);
        sendMsg(session,msg); //发送消息
    }

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session,@PathParam("sid") String userName) throws IOException {
        sessions.put(userName,session); //保存用户信息
        addOnlineCount(); //在线数自增 +1
        log.info("欢迎{}登录!",userName);
        sendMsgToUser(userName,"欢迎" + userName + "登录!");
    }

    @OnClose
    public void onClose(@PathParam("sid") String userName){
        sessions.remove(userName); //删除对应用户连接
        subOnlineCount(); //在线计数递减 -1
        log.info("{}断开连接,当前在线客户数{}!",userName,onlineNum);
    }

    @OnMessage
    public void onMsg(String msg){
        msg = "客户端:" + msg + ",已收到";
        log.info(msg);
        for (Session session : sessions.values()) {
            try {
                sendMsg(session,msg);
            } catch (IOException e) {
                log.error("客户端:{}接收消息异常!",session.getId());
                continue; //异常继续,确保其他客户端可以收到消息
            }
        }
    }

    //在线数自增
    public static void addOnlineCount(){
        onlineNum.incrementAndGet();
    }
    //在线数自减
    public static void subOnlineCount(){
        onlineNum.decrementAndGet();
    }
}
  • 业务接口SocketController.java
@Controller
public class SocketController {

    @Autowired
    private WebSocketServer webService;

    @RequestMapping("/index")
    public String index() {
        return "index";
    }

    @GetMapping("/webSocket2")
    public String socket() {
        return "webSocket";
    }

}
  • 模拟聊天室

<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Titletitle>
head>
<body>
    <h3>hello socketh3>
    <p>【userId】:<div><input id="userId" name="userId" type="text" value="10">div>
    <p>【toUserId】:<div><input id="toUserId" name="toUserId" type="text" value="20">div>
    <p>【toUserId】:<div><input id="contentText" name="contentText" type="text" value="hello websocket">div>
    <p>操作:<div><a onclick="openSocket()">开启socketa>div>
    <p>【操作】:<div><a onclick="sendMsg()">发送消息a>div>
body>
<script>
    let socket;
    <!-- 建立连接 -->
    function openSocket(){
        if(typeof (WebSocket) == "undefined"){
            console.log("当前浏览器不支持WebSocket");
        }else{
            console.log("当前浏览器支持WebSocket");
            //建立连接
            let sid = document.getElementById('userId').value;
            let socketUrl = "ws://127.0.0.1:8088/websocket/" + sid;
            if(socket != null){
                socket.close();
                socket = null;
            }
            socket = new WebSocket(socketUrl);
            //打开事件
            socket.onopen = function () {
                console.log("WebSocket已连接");
            }
            //获得消息
            socket.onmessage = function (msg) {
                let serverMsg = "服务器:" + msg.data;
                console.log(serverMsg);
            }
            //关闭事件
            socket.onclose = function () {
                console.log("WebSocket已断开");
            }
            //错误事件
            socket.onerror = function () {
                console.log("WebSocket未知错误");
            }
        }
    }

    <!-- 发送消息 -->
    function sendMsg(){
        if(typeof (WebSocket) == "undefined"){
            console.log("当前浏览器不支持WebSocket");
        }else{
            console.log("当前浏览器支持WebSocket");
            let toUserId = document.getElementById('toUserId').value;
            let msgContent = document.getElementById('contentText').value;
            let msg = '{"toUserId":"'+toUserId+'","msgContent":"'+msgContent+'"}';
            socket.send(msg);
        }
    }
script>
html>

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