SpringBoot整合WebSocket（session共享实现）

前言

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。

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一、为什么需要WebSocket

二、SpringBoot整合WebSocket

1.maven依赖

2.WebSocketConfig

3.WebSocketServer

4.集群版

 4.1Redis发布订阅模式实现

4.2队列消息推送

4.3队列消息接收

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一、为什么需要WebSocket

HTTP 是基于请求响应式的，即通信只能由客户端发起，服务端做出响应，无状态，无连接。

无状态：每次连接只处理一个请求，请求结束后断开连接。

无连接：对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。

通过HTTP实现即时通讯，只能是页面轮询向服务器发出请求，服务器返回查询结果。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。

WebSocket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。

WebSocket特点

（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。

（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。

二、SpringBoot整合WebSocket

1.maven依赖

		  
           org.springframework.boot  
           spring-boot-starter-websocket  
        

2.WebSocketConfig

启用WebSocket的支持

@Configuration
public class WebSocketConfig {
    /**
     * 自动注册使用@ServerEndpoint注解声明的websocket endpoint
     * 2022/2/14
     * @return
     */
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

3.WebSocketServer

因为WebSocket是类似客户端服务端的形式(采用ws协议)，那么这里的WebSocketServer其实就相当于一个ws协议的Controller

直接@ServerEndpoint("/websocket/{userId}") 、@Component启用即可，然后在里面实现@OnOpen开启连接，@onClose关闭连接，@onMessage接收消息等方法。

集群版（多个ws节点）还需要借助mysql或者redis等进行处理，改造对应的sendMessage方法即可。

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import javax.websocket.OnClose;
import javax.websocket.OnError;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.springframework.stereotype.Component;
import cn.hutool.log.Log;
import cn.hutool.log.LogFactory;


@ServerEndpoint("/imserver/{userId}")
@Component
public class WebSocketServer {

    static Log log=LogFactory.get(WebSocketServer.class);
    /**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。*/
    private static ConcurrentHashMap webSocketMap = new ConcurrentHashMap<>();
    /**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;
    /**接收userId*/
    private String userId="";

    /**
     * 连接建立成功调用的方法*/
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session,@PathParam("userId") String userId) {
        this.session = session;
        this.userId=userId;
        if(webSocketMap.containsKey(userId)){
            webSocketMap.remove(userId);
            webSocketMap.put(userId,this);
            //加入set中
        }else{
            webSocketMap.put(userId,this);
            //加入set中
            addOnlineCount();
            //在线数加1
        }

        log.info("用户连接:"+userId+",当前在线人数为:" + getOnlineCount());

        try {
            sendMessage("连接成功");
        } catch (IOException e) {
            log.error("用户:"+userId+",网络异常!!!!!!");
        }
    }

    /**
     * 连接关闭调用的方法
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        if(webSocketMap.containsKey(userId)){
            webSocketMap.remove(userId);
            //从set中删除
            subOnlineCount();
        }
        log.info("用户退出:"+userId+",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*/
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        log.info("用户消息:"+userId+",报文:"+message);
        //可以群发消息
        //消息保存到数据库、redis
        if(StringUtils.isNotBlank(message)){
            try {
                //解析发送的报文
                JSONObject jsonObject = JSON.parseObject(message);
                //追加发送人(防止串改)
                jsonObject.put("fromUserId",this.userId);
                String toUserId=jsonObject.getString("toUserId");
                //传送给对应toUserId用户的websocket
                if(StringUtils.isNotBlank(toUserId)&&webSocketMap.containsKey(toUserId)){
                    webSocketMap.get(toUserId).sendMessage(jsonObject.toJSONString());
                }else{
                    log.error("请求的userId:"+toUserId+"不在该服务器上");
                    //否则不在这个服务器上，发送到mysql或者redis
                }
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     *
     * @param session
     * @param error
     */
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        log.error("用户错误:"+this.userId+",原因:"+error.getMessage());
        error.printStackTrace();
    }
    /**
     * 实现服务器主动推送
     */
    public void sendMessage(String message) throws IOException {
        this.session.getBasicRemote().sendText(message);
    }


    /**
     * 发送自定义消息
     * */
    public static void sendInfo(String message,@PathParam("userId") String userId) throws IOException {
        log.info("发送消息到:"+userId+"，报文:"+message);
        if(StringUtils.isNotBlank(userId)&&webSocketMap.containsKey(userId)){
            webSocketMap.get(userId).sendMessage(message);
        }else{
            log.error("用户"+userId+",不在线！");
        }
    }

    public static synchronized int getOnlineCount() {
        return onlineCount;
    }

    public static synchronized void addOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount++;
    }

    public static synchronized void subOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount--;
    }
}

4.集群版

在使用websocket的时候会面对session共享的问题

在这里我们通过Redis的监听订阅模式来实现session共享，当有连接加入时，将连接发送到队列中然后向订阅该队列的服务下发，由存储该连接的服务进行逻辑处理

session共享的业务逻辑如下图所示

 4.1Redis发布订阅模式实现

      Redis发布订阅模式实现原理

4.2队列消息推送

    @OnMessage
    public void onMessage(Session session, String message) throws IOException, ParseException {
        //业务逻辑处理
        //向所有用户广播
        redisUtil.convertSend("topic", message);
    }

4.3队列消息接收

/**
     * 队列消息接收方法
     * 2022/2/21
     */
    public void receiveMessage(String message) {
        log.info("[开始消费REDIS消息队列topic数据...]");
        try {
            //业务逻辑处理
            webSocketServer.sendMessageForProject(message);
            log.info("[消费REDIS消息队列topic数据成功.]");
        } catch (Exception e) {
            log.error("[消费REDIS消息队列topic数据失败，失败信息:{}]", e.getMessage());
        }
        latch.countDown();
    }