隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議已經(jīng)很難滿足Web應(yīng)用日益復(fù)雜的需求了。近年來(lái)，隨著HTML5的誕生，WebSocket協(xié)議被提出，它實(shí)現(xiàn)了瀏覽器與服務(wù)器的全雙工通信，擴(kuò)展了瀏覽器與服務(wù)端的通信功能，使服務(wù)端也能主動(dòng)向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。
我們知道，傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議是無(wú)狀態(tài)的，每次請(qǐng)求（request）都要由客戶端（如 瀏覽器）主動(dòng)發(fā)起，服務(wù)端進(jìn)行處理后返回response結(jié)果，而服務(wù)端很難主動(dòng)向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)；這種客戶端是主動(dòng)方，服務(wù)端是被動(dòng)方的傳統(tǒng)Web模式 對(duì)于信息變化不頻繁的Web應(yīng)用來(lái)說(shuō)造成的麻煩較小，而對(duì)于涉及實(shí)時(shí)信息的Web應(yīng)用卻帶來(lái)了很大的不便，如帶有即時(shí)通信、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、訂閱推送等功能的應(yīng) 用。在WebSocket規(guī)范提出之前，開發(fā)人員若要實(shí)現(xiàn)這些實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的功能，經(jīng)常會(huì)使用折衷的解決方法：輪詢（polling）和Comet技術(shù)。其實(shí)后者本質(zhì)上也是一種輪詢，只不過(guò)有所改進(jìn)。
輪詢是最原始的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)Web應(yīng)用的解決方案。輪詢技術(shù)要求客戶端以設(shè)定的時(shí)間間隔周期性地向服務(wù)端發(fā)送請(qǐng)求，頻繁地查詢是否有新的數(shù)據(jù)改動(dòng)。明顯地，這種方法會(huì)導(dǎo)致過(guò)多不必要的請(qǐng)求，浪費(fèi)流量和服務(wù)器資源。
Comet技術(shù)又可以分為長(zhǎng)輪詢和流技術(shù)。長(zhǎng)輪詢改進(jìn)了上述的輪詢技術(shù)，減小了無(wú)用的請(qǐng)求。它會(huì)為某些數(shù)據(jù)設(shè)定過(guò)期時(shí)間，當(dāng)數(shù)據(jù)過(guò)期后才會(huì)向服務(wù)端發(fā)送請(qǐng)求；這種機(jī)制適合數(shù)據(jù)的改動(dòng)不是特別頻繁的情況。流技術(shù)通常是指客戶端使用一個(gè)隱藏的窗口與服務(wù)端建立一個(gè)HTTP長(zhǎng)連接，服務(wù)端會(huì)不斷更新連接狀態(tài)以保持HTTP長(zhǎng)連接存活；這樣的話，服務(wù)端就可以通過(guò)這條長(zhǎng)連接主動(dòng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端；流技術(shù)在大并發(fā)環(huán)境下，可能會(huì)考驗(yàn)到服務(wù)端的性能。
這兩種技術(shù)都是基于請(qǐng)求-應(yīng)答模式，都不算是真正意義上的實(shí)時(shí)技術(shù)；它們的每一次請(qǐng)求、應(yīng)答，都浪費(fèi)了一定流量在相同的頭部信息上，并且開發(fā)復(fù)雜度也較大。
伴隨著HTML5推出的WebSocket，真正實(shí)現(xiàn)了Web的實(shí)時(shí)通信，使B/S模式具備了C/S模式的實(shí)時(shí)通信能力。WebSocket的工作流程是這樣的：瀏覽器通過(guò)JavaScript向服務(wù)端發(fā)出建立WebSocket連接的請(qǐng)求，在WebSocket連接建立成功后，客戶端和服務(wù)端就可以通過(guò)TCP連接傳輸數(shù)據(jù)。因?yàn)閃ebSocket連接本質(zhì)上是TCP連接，不需要每次傳輸都帶上重復(fù)的頭部數(shù)據(jù)，所以它的數(shù)據(jù)傳輸量比輪詢和Comet技術(shù)小了很多。本文不詳細(xì)地介紹WebSocket規(guī)范，主要介紹下WebSocket在Java Web中的實(shí)現(xiàn)。
JavaEE 7中出了JSR-356:Java API for WebSocket規(guī)范。不少Web容器，如Tomcat,Nginx,Jetty等都支持WebSocket。Tomcat從7.0.27開始支持WebSocket，從7.0.47開始支持JSR-356，下面的Demo代碼也是需要部署在Tomcat7.0.47以上的版本才能運(yùn)行。
在pom.xml中添加Jar包依賴
1 <dependency>2 <groupId>javax</groupId>3 <artifactId>javaee-api</artifactId>4 <version>7.0</version>5 <scope>provided</scope>6 </dependency>
客戶端（Web主頁(yè)）代碼：
1 <%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8" %> 2 <!DOCTYPE html> 3 <html> 4 <head> 5 <title>Java后端WebSocket的Tomcat實(shí)現(xiàn)</title> 6 </head> 7 <body> 8 Welcome<br/><input id="text" type="text"/> 9 <button onclick="send()">發(fā)送消息</button>10 <hr/>11 <button onclick="closeWebSocket()">關(guān)閉WebSocket連接</button>12 <hr/>13 <div id="message"></div>14 </body>15 16 <script type="text/javascript">17 var websocket = null;18 //判斷當(dāng)前瀏覽器是否支持WebSocket19 if ('WebSocket' in window) {20 websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket");21 }22 else {23 alert('當(dāng)前瀏覽器 Not support websocket')24 }25 26 //連接發(fā)生錯(cuò)誤的回調(diào)方法27 websocket.onerror = function () {28 setMessageInnerHTML("WebSocket連接發(fā)生錯(cuò)誤");29 };30 31 //連接成功建立的回調(diào)方法32 websocket.onopen = function () {33 setMessageInnerHTML("WebSocket連接成功");34 }35 36 //接收到消息的回調(diào)方法37 websocket.onmessage = function (event) {38 setMessageInnerHTML(event.data);39 }40 41 //連接關(guān)閉的回調(diào)方法42 websocket.onclose = function () {43 setMessageInnerHTML("WebSocket連接關(guān)閉");44 }45 46 //監(jiān)聽窗口關(guān)閉事件，當(dāng)窗口關(guān)閉時(shí)，主動(dòng)去關(guān)閉websocket連接，防止連接還沒(méi)斷開就關(guān)閉窗口，server端會(huì)拋異常。47 window.onbeforeunload = function () {48 closeWebSocket();49 }50 51 //將消息顯示在網(wǎng)頁(yè)上52 function setMessageInnerHTML(innerHTML) {53 document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';54 }55 56 //關(guān)閉WebSocket連接57 function closeWebSocket() {58 websocket.close();59 }60 61 //發(fā)送消息62 function send() {63 var message = document.getElementById('text').value;64 websocket.send(message);65 }66 </script>67 </html>
Java Web后端代碼
1 package me.gacl.websocket; 2 3 import java.io.IOException; 4 import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet; 5 6 import javax.websocket.*; 7 import javax.websocket.server.ServerEndpoint; 8 9 /**10 * @ServerEndpoint 注解是一個(gè)類層次的注解，它的功能主要是將目前的類定義成一個(gè)websocket服務(wù)器端,11 * 注解的值將被用于監(jiān)聽用戶連接的終端訪問(wèn)URL地址,客戶端可以通過(guò)這個(gè)URL來(lái)連接到WebSocket服務(wù)器端12 */13 @ServerEndpoint("/websocket")14 public class WebSocketTest {15 //靜態(tài)變量，用來(lái)記錄當(dāng)前在線連接數(shù)。應(yīng)該把它設(shè)計(jì)成線程安全的。16 private static int onlineCount = 0;17 18 //concurrent包的線程安全Set，用來(lái)存放每個(gè)客戶端對(duì)應(yīng)的MyWebSocket對(duì)象。若要實(shí)現(xiàn)服務(wù)端與單一客戶端通信的話，可以使用Map來(lái)存放，其中Key可以為用戶標(biāo)識(shí)19 private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketTest>();20 21 //與某個(gè)客戶端的連接會(huì)話，需要通過(guò)它來(lái)給客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)22 private Session session;23 24 /**25 * 連接建立成功調(diào)用的方法26 * @param session 可選的參數(shù)。session為與某個(gè)客戶端的連接會(huì)話，需要通過(guò)它來(lái)給客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)27 */28 @OnOpen29 public void onOpen(Session session){30 this.session = session;31 webSocketSet.add(this); //加入set中32 addOnlineCount(); //在線數(shù)加133 System.out.println("有新連接加入！當(dāng)前在線人數(shù)為" + getOnlineCount());34 }35 36 /**37 * 連接關(guān)閉調(diào)用的方法38 */39 @OnClose40 public void onClose(){41 webSocketSet.remove(this); //從set中刪除42 subOnlineCount(); //在線數(shù)減143 System.out.println("有一連接關(guān)閉！當(dāng)前在線人數(shù)為" + getOnlineCount());44 }45 46 /**47 * 收到客戶端消息后調(diào)用的方法48 * @param message 客戶端發(fā)送過(guò)來(lái)的消息49 * @param session 可選的參數(shù)50 */51 @OnMessage52 public void onMessage(String message, Session session) {53 System.out.println("來(lái)自客戶端的消息:" + message);54 //群發(fā)消息55 for(WebSocketTest item: webSocketSet){56 try {57 item.sendMessage(message);58 } catch (IOException e) {59 e.printStackTrace();60 continue;61 }62 }63 }64 65 /**66 * 發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)調(diào)用67 * @param session68 * @param error69 */70 @OnError71 public void onError(Session session, Throwable error){72 System.out.println("發(fā)生錯(cuò)誤");73 error.printStackTrace();74 }75 76 /**77 * 這個(gè)方法與上面幾個(gè)方法不一樣。沒(méi)有用注解，是根據(jù)自己需要添加的方法。78 * @param message79 * @throws IOException80 */81 public void sendMessage(String message) throws IOException{82 this.session.getBasicRemote().sendText(message);83 //this.session.getAsyncRemote().sendText(message);84 }85 86 public static synchronized int getOnlineCount() {87 return onlineCount;88 }89 90 public static synchronized void addOnlineCount() {91 WebSocketTest.onlineCount++;92 }93 94 public static synchronized void subOnlineCount() {95 WebSocketTest.onlineCount--;96 }97 }
同時(shí)打開Google瀏覽器和火狐瀏覽器進(jìn)行多客戶端模擬測(cè)試,運(yùn)行效果如下:
該Demo在Jdk1.7+Tomcat7.0.65下環(huán)境測(cè)試過(guò),示例項(xiàng)目代碼下載
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