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Spring 4.0的一個最大更新是增加了對Websocket的支持。Websocket提供了一個在web應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高效、雙向通訊，需考慮客戶端(瀏覽器)和服務(wù)端之間高頻和低延時消息交換的機(jī)制。一般的應(yīng)用場景有：在線交易、網(wǎng)頁聊天、游戲、協(xié)作、數(shù)據(jù)可視化等。

1. Websocket原理

Websocket協(xié)議本質(zhì)上是一個基于TCP的獨(dú)立協(xié)議，能夠在瀏覽器和服務(wù)器之間建立雙向連接，以基于消息的機(jī)制，賦予瀏覽器和服務(wù)器間實(shí)時通信能力。
WebSocket資源URI采用了自定義模式：ws表示純文本通信，其連接地址寫法為“ws://**”，占用與http相同的80端口；wss表示使用加密信道通信(TCP+TLS)，基于SSL的安全傳輸，占用與TLS相同的443端口。

2. Websocket與HTTP比較

Websocket和HTTP都是基于TCP協(xié)議
TCP是傳輸層協(xié)議，Websocket和HTTP是應(yīng)用層協(xié)議

HTTP是用于文檔傳輸、簡單同步請求的響應(yīng)式協(xié)議，本質(zhì)上是無狀態(tài)的應(yīng)用層協(xié)議，半雙工的連接特性。Websocket與 HTTP 之間的唯一關(guān)系就是它的握手請求可以作為一個升級請求(Upgrade request)經(jīng)由 HTTP 服務(wù)器解釋(也就是可以使用Nginx反向代理一個WebSocket)。

聯(lián)系：

客戶端建立WebSocket連接時發(fā)送一個header，標(biāo)記了Upgrade的HTTP請求，表示請求協(xié)議升級。
服務(wù)器直接在現(xiàn)有的HTTP服務(wù)器軟件和端口上實(shí)現(xiàn)Websocket，重用現(xiàn)有代碼(比如解析和認(rèn)證這個HTTP請求)，然后再回一個狀態(tài)碼為101(協(xié)議轉(zhuǎn)換)的HTTP響應(yīng)完成握手，之后發(fā)送數(shù)據(jù)就跟HTTP沒關(guān)系了。

區(qū)別：

持久性：

HTTP協(xié)議：
HTTP是非持久的協(xié)議(長連接、循環(huán)連接除外)
Websocket協(xié)議：
Websocket是持久化的協(xié)議

生命周期：

HTTP的生命周期通過Request來界定，也就是一個Request 一個Response
在HTTP1.0中，這次HTTP請求就結(jié)束了；
在HTTP1.1中進(jìn)行了改進(jìn)，使得有一個keep-alive，也就是說，在一個HTTP連接中，可以發(fā)送多個Request，并接收多個Respouse。<br />
在HTTP中永遠(yuǎn)都是一個Request只有一個Respouse，而且這個Respouse是被動的，不能主動發(fā)起。

3. Spring Websocket項(xiàng)目搭建

3.1 Websocket服務(wù)端

Spring4.0新增一個對Websocket提供廣泛支持的Spring-Websocket模塊，其兼容于JAVA Websocket API標(biāo)準(zhǔn)(JSR-356)。

3.1.1 pom.xml配置

在此基于maven搭建項(xiàng)目，引入Spring Websocket所需的jar包，以及對傳輸?shù)南Ⅲw進(jìn)行JSON序列化所需的jar包。

<properties>
    <!-- Spring -->
    <spring-framework.version>4.1.6.RELEASE</spring-framework.version>
    <!-- Jackson -->
    <jackson.version>2.6.0</jackson.version>
</properties>

<dependencies>
    <!-- Spring WebSocket -->
    <dependency>  
       <groupId>org.springframework</groupId>  
       <artifactId>spring-websocket</artifactId>  
       <version>${spring-framework.version}</version>  
    </dependency>  
    <dependency>  
       <groupId>org.springframework</groupId>  
       <artifactId>spring-messaging</artifactId>  
       <version>${spring-framework.version}</version>  
    </dependency>       
    <!-- jackson -->
    <dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
        <artifactId>jackson-core</artifactId>
        <version>${jackson.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
        <artifactId>jackson-databind</artifactId>
        <version>${jackson.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
        <artifactId>jackson-annotations</artifactId>
        <version>${jackson.version}</version>
    </dependency>       
</dependencies>

3.1.2 web.xml配置

配置Spring過濾器，并設(shè)置UTF-8編碼

<!-- 文件編碼過濾器 -->
<filter>  
    <filter-name>characterEncodingFilter</filter-name>  
    <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>  
    <init-param>  
        <param-name>encoding</param-name>  
        <param-value>UTF-8</param-value>  
    </init-param>  
    <init-param>  
        <param-name>forceEncoding</param-name>  
        <param-value>true</param-value>  
    </init-param>
    <async-supported>true</async-supported>
</filter>  
<filter-mapping>  
    <filter-name>characterEncodingFilter</filter-name>  
    <url-pattern>/*</url-pattern>  
</filter-mapping>

其中的關(guān)鍵為org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter，此過濾器對請求按指定的字符編碼方式進(jìn)行編碼。因?yàn)椋词乖贖TML頁面中指定了字符編碼方式，通常瀏覽器也并未指定請求的字符編碼方式。CharacterEncodingFilter重寫了doFilterInternal方法，不僅可以指定請求的編碼方式，同時也可使得響應(yīng)的編碼方式與請求一致。

@Override
protected void doFilterInternal(
        HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)
        throws ServletException, IOException {

    if (this.encoding != null && (this.forceEncoding || request.getCharacterEncoding() == null)) {
        request.setCharacterEncoding(this.encoding);
        if (this.forceEncoding) {
            response.setCharacterEncoding(this.encoding);
        }
    }
    filterChain.doFilter(request, response);
}

3.1.3 WebSocketHandler接口實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)WebSocketHandler接口并重寫接口中的方法，為消息的處理實(shí)現(xiàn)定制化。Spring Websocket通過WebSocketSession建立會話，發(fā)送消息或關(guān)閉會話。Websocket可發(fā)送兩類消息體，分別為文本消息TextMessage和二進(jìn)制消息BinaryMessage，兩類消息都實(shí)現(xiàn)了WebSocketMessage接口(A message that can be handled or sent on a WebSocket connection.)

/**
 * @desp Socket處理類
 * @author hejun
 * @date 2016-07-25
 *
 */
@Service
public class SocketHandler implements WebSocketHandler{

    private static final Logger logger;
    private static final ArrayList<WebSocketSession> users;

    static{
        users = new ArrayList<WebSocketSession>();
        logger = LoggerFactory.getLogger(SocketHandler.class);
    }

    // Websocket連接建立
    @Override
    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session)
        throws Exception {
        logger.info("成功建立Websocket連接");
        users.add(session);
        String username = session.getAttributes().get("user").toString();
        // 判斷session中用戶信息 
        if(username!=null){
            session.sendMessage(new TextMessage("已成功建立Websocket通信"));
        }       
    }

    @Override
    public void handleMessage(WebSocketSession arg0, WebSocketMessage<?> arg1)
        throws Exception {
        // TODO Auto-generated method stub  
    }

    // 當(dāng)連接出錯時，主動關(guān)閉當(dāng)前連接，并從會話列表中刪除該會話
    @Override
    public void handleTransportError(WebSocketSession session, Throwable error)
        throws Exception {
        if(session.isOpen()){
            session.close();
        }
        logger.error("連接出現(xiàn)錯誤:"+error.toString());
        users.remove(session);
    }

    @Override
    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus arg1)
        throws Exception {
        logger.debug("Websocket連接已關(guān)閉");
        users.remove(session);
    }

    @Override
    public boolean supportsPartialMessages() {
        return false;
    }

    /**
     * 給所有在線用戶發(fā)送消息
     *
     * @param message
     */
    public void sendMessageToUsers(TextMessage message) {
        for (WebSocketSession user : users) {
            try {
                if (user.isOpen()) {
                    user.sendMessage(message);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 給某個用戶發(fā)送消息
     *
     * @param userName
     * @param message
     */
    public void sendMessageToUser(String userName, TextMessage message) {
        for (WebSocketSession user : users) {
            if (user.getAttributes().get("user").equals(userName)) {
                try {
                    if (user.isOpen()) {
                        user.sendMessage(message);
                    }
                  } catch (IOException e) {
                     e.printStackTrace();
                  }
              break;
          }
        }
    }
}

3.1.4 WebSocket激活

現(xiàn)在最重要的是，在Spring中激活Websocket。

Websocket配置類：

/**
 * @desp websocket激活配置
 * @author hejun
 * @date 2016-07-25
 *
 */
@Configuration
@EnableWebMvc
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig extends WebMvcConfigurerAdapter implements WebSocketConfigurer{

    @Autowired
    private SocketHandler socketHandler;

    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
        //注冊處理攔截器,攔截url為socketServer的請求
        registry.addHandler(socketHandler, "/socketServer").addInterceptors(new WebSocketInterceptor());

        //注冊SockJs的處理攔截器,攔截url為/sockjs/socketServer的請求
        registry.addHandler(socketHandler, "/sockjs/socketServer").addInterceptors(new WebSocketInterceptor()).withSockJS();
    }
}

如代碼所見
① 配置類添加注解@EnableWebSocket，因?yàn)镋nableWebSocket引入了DelegatingWebSocketConfiguration配置(@Import(DelegatingWebSocketConfiguration.class))，且DelegatingWebSocketConfiguration繼承了WebSocketConfigurationSupport的配置特性，所以@EnableWebSocket實(shí)現(xiàn)對Websocket請求的高效處理。

DelegatingWebSocketConfiguration：

@Configuration
public class DelegatingWebSocketConfiguration extends WebSocketConfigurationSupport {

    private final List<WebSocketConfigurer> configurers = new ArrayList<WebSocketConfigurer>();

    @Autowired(required = false)
    public void setConfigurers(List<WebSocketConfigurer> configurers) {
        if (!CollectionUtils.isEmpty(configurers)) {
            this.configurers.addAll(configurers);
        }
    }


    @Override
    protected void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
        for (WebSocketConfigurer configurer : this.configurers) {
            configurer.registerWebSocketHandlers(registry);
        }
    }
}

此類主要是添加Websocket的默認(rèn)配置，那Websocket的默認(rèn)配置具體是什么樣呢？那就得看WebSocketConfigurationSupport了。

WebSocketConfigurationSupport：

/**
 * Configuration support for WebSocket request handling.
 *
 * @author Rossen Stoyanchev
 * @since 4.0
 */
public class WebSocketConfigurationSupport {

    @Bean
    public HandlerMapping webSocketHandlerMapping() {
        ServletWebSocketHandlerRegistry registry = new ServletWebSocketHandlerRegistry(defaultSockJsTaskScheduler());
        registerWebSocketHandlers(registry);
        return registry.getHandlerMapping();
    }

    protected void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
    }

    @Bean
    public ThreadPoolTaskScheduler defaultSockJsTaskScheduler() {
            ThreadPoolTaskScheduler scheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();
        scheduler.setThreadNamePrefix("SockJS-");
        scheduler.setPoolSize(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
        scheduler.setRemoveOnCancelPolicy(true);
        return scheduler;
    }
}

注意查看Websocket的默認(rèn)配置中，SockJS默認(rèn)的線程管理defaultSockJsTaskScheduler()便可知道scheduler.setPoolSize(Runtime.getRuntime().availableProcessors());Websocket的線程池容量可根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境可用的CPU核數(shù)動態(tài)配置，充分利用CPU資源；scheduler.setRemoveOnCancelPolicy(true);Websocket的本地線程池可將cancelled tasks自動踢出work queue at time of cancellation，釋放線程資源。注意：removeOnCancel屬性默認(rèn)為false，且setRemoveOnCancelPolicy(true);屬性設(shè)置僅在JDK1.7之上支持。
② extends WebMvcConfigurerAdapter重寫addInterceptors()方法，在Spring MVC中實(shí)現(xiàn)對請求握手的攔截處理，具體的處理方法見Websocket攔截器類代碼(此方案可借鑒于其他應(yīng)用項(xiàng)目中！)。
③ 可用兩種方法注冊處理攔截器，一種為通過Websocket的通信方式，一種為降級的通過SockJS的通信方式(SockJS是一個JavaScript庫，提供跨瀏覽器JavaScript的API，創(chuàng)建了一個低延遲、全雙工的瀏覽器和web服務(wù)器之間通信通道)。

Websocket攔截器類：

/**
 * @desp websocket攔截器
 * @author hejun
 * @date 2016-07-25
 *
 */
public class WebSocketInterceptor implements HandshakeInterceptor{

    @Override
    public void afterHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response,
        WebSocketHandler handler, Exception exception) {
    
    }

    /**
     * @desp 將HttpSession中對象放入WebSocketSession中
     */
    @Override
    public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, 
        WebSocketHandler handler, Map<String, Object> map) throws Exception {
        if(request instanceof ServerHttpRequest){
            ServletServerHttpRequest servletRequest = (ServletServerHttpRequest) request;
            HttpSession session = servletRequest.getServletRequest().getSession();
            if(session!=null){
                //區(qū)分socket連接以定向發(fā)送消息
                map.put("user", session.getAttribute("user"));
            }
        }
        return true;
    }
}

該攔截器實(shí)現(xiàn)了HandshakeInterceptor接口，HandshakeInterceptor可攔截Websocket的握手請求(通過HTTP協(xié)議)并可設(shè)置與Websocket session建立連接的HTTP握手連接的屬性值。實(shí)例中配置重寫了beforeHandshake方法，將HttpSession中對象放入WebSocketSession中，實(shí)現(xiàn)后續(xù)通信。

3.2 Websocket客戶端

當(dāng)Websocket的服務(wù)端配置完成后，使用sockjs-client創(chuàng)建一個JSP頁面與服務(wù)端消息系統(tǒng)交互，創(chuàng)建connect方法建立連接，sendMessage方法發(fā)送消息，disconnect方法關(guān)閉連接。

Wesocket_Project.png

3.2.1 頁面代碼編寫

因?yàn)楫?dāng)Websocket建立通信后，客戶端和服務(wù)端即可實(shí)現(xiàn)了雙向通信。此Demo中home頁面模擬客戶端接收服務(wù)端發(fā)送的消息，message頁面模擬服務(wù)端發(fā)送消息，當(dāng)然也可以作為客戶端接收服務(wù)端消息。

home.jsp：

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8"%>
<%
    String path = request.getContextPath();
    String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";
    String wsPath = "ws://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";
%>
<html>
    <head>
        <title>Home</title>
    </head>
    <body>
        <h1>
            Hello world!  This is a WebSocket demo!
        </h1>
        <div id="message">
        </div>
        <script type="text/javascript" src="js/jquery-1.12.2.min.js"></script>
        <script type="text/javascript" src="js/sockjs.min.js"></script>
        
        <script type="text/javascript">
            $(function(){
                //通過HTTP協(xié)議自動建立socket連接，服務(wù)端對"/socketServer"和"/sockjs/socketServer"進(jìn)行攔截
                var sock;
                if ('WebSocket' in window) {
                    sock = new WebSocket("<%=wsPath%>socketServer");    
                } else if ('MozWebSocket' in window) {
                    sock = new MozWebSocket("<%=wsPath%>socketServer");
                } else {
                    sock = new SockJS("<%=basePath%>sockjs/socketServer");
                }
    
                sock.onopen = function (e) {
                    console.log(e);
                };
                sock.onmessage = function (e) {
                    console.log(e)
                    $("#message").append("<p><font color='red'>"+e.data+"</font>")
                };
                sock.onerror = function (e) {
                    console.log(e);
                };
                sock.onclose = function (e) {
                    console.log(e);
                }
            });
        </script>
    </body>
</html>

message.jsp：

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
    <head>
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
        <title>message</title>
    </head>
    <body>
        <h1>已經(jīng)發(fā)送消息了</h1>
    </body>
</html>

3.2.2 Spring MVC Controller編寫

Controller用于通過"/login"發(fā)送Spring MVC的HTTP請求，建立Websocket連接(之后就沒有該HTTP的什么事了)；使用Spring DI方式獲取所需SocketHandler對象，模擬服務(wù)端發(fā)送消息(此段應(yīng)該為服務(wù)端代碼)。

/**
 * @desp Socket控制器
 * @author hejun
 * @date 2016-07-25
 *
 */
@Controller
public class SocketController{

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SocketController.class);

    @Autowired
    private SocketHandler socketHandler;

    // 服務(wù)端Spring MVC攔截該HTTP請求，將HTTP Session載入Websocket Session中，建立會話 
    @RequestMapping(value="/login")
    public String login(HttpSession session){
        logger.info("用戶登錄建立Websocket連接");       
        session.setAttribute("user", "hejun");
        return "home";
    }
      
    // 模擬服務(wù)端發(fā)送消息，其中可實(shí)現(xiàn)消息的廣發(fā)或指定對象發(fā)送
    @RequestMapping(value = "/message", method = RequestMethod.GET)
    public String sendMessage(){        
        double rand = Math.ceil(Math.random()*100);
        socketHandler.sendMessageToUser("hejun", new TextMessage("Websocket測試消息" + rand));      
        return "message";
    }
}

3.2.3 Websocket應(yīng)用

下面到驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)成果的時候，運(yùn)行應(yīng)用程序，分別
打開登錄頁和消息發(fā)送頁，登錄頁可創(chuàng)建Websocket連接，然后每次刷新消息發(fā)送頁時即發(fā)送一條新的消息，登錄頁自動收到該消息并在頁面顯示，如下截圖所示。

Websocket_Demo.png

4. Websocket總結(jié)

當(dāng)然，上述展示的只是一個小小的Demo，但按照上述思路即可將Websocket運(yùn)用于其它項(xiàng)目中，為項(xiàng)目錦上添花?？?，不知大家有沒有注意到一個坑，上述Websocket協(xié)議我們使用的都是ws協(xié)議，那什么時候會用到wss協(xié)議呢？當(dāng)我們的通信協(xié)議為HTTPS協(xié)議的時候，此時需要在服務(wù)端應(yīng)用服務(wù)器中安裝SSL證書，不然服務(wù)端是沒法解析wss協(xié)議的。

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Java Spring WebSocket消息交互

Java Spring WebSocket消息交互

1. Websocket原理

2. Websocket與HTTP比較

聯(lián)系：

區(qū)別：

持久性：

生命周期：

3. Spring Websocket項(xiàng)目搭建

3.1 Websocket服務(wù)端

3.1.1 pom.xml配置

3.1.2 web.xml配置

3.1.3 WebSocketHandler接口實(shí)現(xiàn)

3.1.4 WebSocket激活

Websocket配置類：

DelegatingWebSocketConfiguration：

WebSocketConfigurationSupport：

Websocket攔截器類：

3.2 Websocket客戶端

3.2.1 頁面代碼編寫

home.jsp：

message.jsp：

3.2.2 Spring MVC Controller編寫

3.2.3 Websocket應(yīng)用

4. Websocket總結(jié)

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2. Websocket與HTTP比較

聯(lián)系：

區(qū)別：

持久性：

生命周期：

3. Spring Websocket項(xiàng)目搭建

3.1 Websocket服務(wù)端

3.1.1 pom.xml配置

3.1.2 web.xml配置

3.1.3 WebSocketHandler接口實(shí)現(xiàn)

3.1.4 WebSocket激活

Websocket配置類：

DelegatingWebSocketConfiguration：

WebSocketConfigurationSupport：

Websocket攔截器類：

3.2 Websocket客戶端

3.2.1 頁面代碼編寫

home.jsp：

message.jsp：

3.2.2 Spring MVC Controller編寫

3.2.3 Websocket應(yīng)用

4. Websocket總結(jié)

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