SpringBoot 集成 WebSocket 实现前后端消息互传

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。

SpringBoot 集成 WebSocket 实现前后端消息互传

为什么需要WebSocket?

大家都知道以前客户端想知道服务端的处理进度,要不停地使用 Ajax 进行轮询,让浏览器隔个几秒就向服务器发一次请求,这对服务器压力较大。另外一种轮询就是采用 long poll 的方式,这就跟打电话差不多,没收到消息就一直不挂电话,也就是说,客户端发起连接后,如果没消息,就一直不返回 response 给客户端,连接阶段一直是阻塞的。

而 WebSocket 解决了 HTTP 的这几个难题。当服务器完成协议升级后( HTTP -> WebSocket ),服务端可以主动推送信息给客户端,解决了轮询造成的同步延迟问题。由于 WebSocket 只需要一次 HTTP 握手,服务端就能一直与客户端保持通信,直到关闭连接,这样就解决了服务器需要反复解析 HTTP 协议,减少了资源的开销。

SpringBoot 集成 WebSocket 实现前后端消息互传

现在通过 SpringBoot 集成 WebSocket 来实现前后端通信。

集成 WebSocket 实现前后端通信

项目代码结构图

SpringBoot 集成 WebSocket 实现前后端消息互传

依赖导入

SpringBoot2.0 对 WebSocket 的支持简直太棒了,直接就有包可以引入 。

<dependency> 
	<groupId>org.springframework.boot</groupId> 
	<artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId> 
</dependency>

配置 WebSocketConfig

启用WebSocket的支持也是很简单,将ServerEndpointExporter对象注入到容器中。

package com.tuhu.websocketsample.configuration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;
@Configuration
public class WebSocketConfig {
 @Bean
 public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
 return new ServerEndpointExporter();
 }
}

WebSocket 服务端 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") 、@Component 启用即可,然后在里面实现@OnOpen , @onClose ,@onMessage等方法

package com.tuhu.websocketsample.controller;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Component;
import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
@Component
@ServerEndpoint("/websocket/{sid}")
@Slf4j
public class WebSocketServer {
 /**
 * 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 CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<>();
 /**
 * 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sid
 */
 private String sid="";
 /**
 * 连接建立成功调用的方法
 **/
 @OnOpen
 public void onOpen(Session session,@PathParam("sid") String sid) {
 this.session = session;
 //加入set中
 webSocketSet.add(this);
 //在线数加1
 addOnlineCount();
 log.info("有新窗口开始监听:"+sid+",当前在线人数为" + getOnlineCount());
 this.sid=sid;
 try {
 sendMessage("连接成功");
 } catch (IOException e) {
 log.error("websocket IO异常");
 }
 }
 /**
 * 连接关闭调用的方法
 */
 @OnClose
 public void onClose() {
 //从set中删除
 webSocketSet.remove(this);
 //在线数减1
 subOnlineCount();
 log.info("有一连接关闭!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("收到来自窗口"+sid+"的信息:"+message);
 //群发消息
 for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
 try {
 item.sendMessage(message);
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }
 /**
 * @param session
 * @param error
 */
 @OnError
 public void onError(Session session, Throwable error) {
 log.error("发生错误");
 error.printStackTrace();
 }
 /**
 * 实现服务器主动推送
 */
 public void sendMessage(String message) throws IOException {
 this.session.getBasicRemote().sendText(message);
 }
 /**
 * 群发自定义消息
 * */
 public static void sendInfo(String message,@PathParam("sid") String sid) throws IOException {
 log.info("推送消息到窗口"+sid+",推送内容:"+message);
 for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
 try {
 //这里可以设定只推送给这个sid的,为null则全部推送
 if(sid==null) {
 item.sendMessage(message);
 }else if(item.sid.equals(sid)){
 item.sendMessage(message);
 }
 } catch (IOException e) {
 continue;
 }
 }
 }
 public static synchronized int getOnlineCount() {
 return onlineCount;
 }
 public static synchronized void addOnlineCount() {
 WebSocketServer.onlineCount++;
 }
 public static synchronized void subOnlineCount() {
 WebSocketServer.onlineCount--;
 }
}

消息推送

至于推送新信息,可以再自己的 Controller 写个方法调用 WebSocketServer.sendInfo() 即可

package com.tuhu.websocketsample.controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;
import java.io.IOException;
@RestController
@RequestMapping("/checkcenter")
public class CheckCenterController {
 /**
 * 页面请求
 * @param cid
 * @return
 */
 @GetMapping("/socket/{cid}")
 public ModelAndView socket(@PathVariable String cid) {
 ModelAndView mav=new ModelAndView("/socket");
 mav.addObject("cid", cid);
 return mav;
 }
 /**
 * 推送数据接口
 * @param cid
 * @param message
 * @return
 */
 @ResponseBody
 @RequestMapping("/socket/push/{cid}")
 public String pushToWeb(@PathVariable String cid,String message) {
 try {
 WebSocketServer.sendInfo(message,cid);
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 return "error:"+cid+"#"+e.getMessage();
 }
 return "success:"+cid;
 }
}

页面发起socket请求

然后在页面用js代码调用 socket,当然,太古老的浏览器是不行的,一般新的浏览器或者谷歌浏览器是没问题的。还有一点,记得协议是ws的哦。直接在浏览器控制台开启连接。

var socket; 
 if(typeof(WebSocket) == "undefined") { 
 console.log("您的浏览器不支持WebSocket"); 
 }else{ 
 console.log("您的浏览器支持WebSocket"); 
 	//实现化WebSocket对象,指定要连接的服务器地址与端口 建立连接
 socket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket/20"); 
 //打开事件
 socket.onopen = function() { 
 console.log("Socket 已打开"); 
 //socket.send("这是来自客户端的消息" + location.href + new Date());
 }; 
 //获得消息事件
 socket.onmessage = function(msg) { 
 console.log(msg.data); 
 //发现消息进入 开始处理前端触发逻辑
 }; 
 //关闭事件
 socket.onclose = function() { 
 console.log("Socket已关闭"); 
 }; 
 //发生了错误事件
 socket.onerror = function() { 
 alert("Socket发生了错误"); 
 //此时可以尝试刷新页面
 } 
 //离开页面时,关闭socket
 //jquery1.8中已经被废弃,3.0中已经移除
 // $(window).unload(function(){
 // socket.close();
 //});
 }

运行效果

现在可以在浏览器开启连接,通过客户端调用接口服务端就可以向浏览器发送消息。

现在打开两个页面开启两个连接:

  • socket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket/20") ;
  • socket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket/22") ;

向前端推送数据:

  • http://localhost:8080/checkcenter/socket/push/20?message=Hello
  • http://localhost:8080/checkcenter/socket/push/22?message=HelloWorld

可以看到服务端已经将消息推送给了客户端

SpringBoot 集成 WebSocket 实现前后端消息互传

而客户端也收到了消息

SpringBoot 集成 WebSocket 实现前后端消息互传

SpringBoot 集成 WebSocket 实现前后端消息互传

先打开页面,指定cid,启用socket接收,然后再另一个页面调用刚才Controller封装的推送信息的方法到这个cid的socket,即可向前端推送消息。

后续

serverEndpointExporter 错误

org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name ‘serverEndpointExporter’ defined in class path resource [com/xxx/WebSocketConfig.class]: Invocation of init method failed; nested exception is java.lang.IllegalStateException: javax.websocket.server.ServerContainer not available

如果 tomcat 部署一直报这个错,请移除 WebSocketConfig 中 @Bean ServerEndpointExporter 的注入 。

ServerEndpointExporter 是由 Spring 官方提供的标准实现,用于扫描 ServerEndpointConfig 配置类和@ServerEndpoint 注解实例。使用规则也很简单:

1、如果使用默认的嵌入式容器 比如Tomcat 则必须手工在上下文提供ServerEndpointExporter。

2、如果使用外部容器部署war包,则不需要提供提供ServerEndpointExporter,因为此时SpringBoot默认将扫描 服务端的行为交给外部容器处理,所以线上部署的时候要把WebSocketConfig中这段注入bean的代码注掉。

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