Spring WebSocket实现实时通信的详细教程
简介
WebSocket 是基于TCP/IP协议，独立于HTTP协议的通信协议。WebSocket 连接允许客户端和服务器之间的全双工通信，以便任何一方都可以通过已建立的连接将数据推送到另一方。
我们常用的HTTP是客户端通过「请求-响应」的方式与服务器建立通信的，必须是客户端主动触发的行为，服务端只是做好接口被动等待请求。而在某些场景下的动作，是需要服务端主动触发的，比如向客户端发送消息、实时通讯、远程控制等。客户端是不知道这些动作几时触发的，假如用HTTP的方式，那么设备端需要不断轮询服务端，这样的方式对服务器压力太大，同时产生很多无效请求，且具有延迟性。于是才采用可以建立双向通讯的长连接协议。通过握手建立连接后，服务端可以实时发送数据与指令到设备端，服务器压力小。
Spring WebSocket是Spring框架的一部分，提供了在Web应用程序中实现实时双向通信的能力。本教程将引导你通过一个简单的例子，演示如何使用Spring WebSocket建立一个实时通信应用。
准备工作
确保你的项目中已经引入了Spring框架的WebSocket模块。你可以通过Maven添加以下依赖：
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>
创建WebSocket配置类（实现WebSocketConfigurer接口）
首先，创建一个配置类，用于配置WebSocket的相关设置。
package com.ci.erp.human.config;
import com.ci.erp.human.handler.WebSocketHandler;
import com.ci.erp.human.interceptor.WebSocketHandleInterceptor;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocket;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocketMessageBroker;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketConfigurer;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketHandlerRegistry;
/**
*
* Websocket配置类
*
* @author lucky_fd
* @since 2024-01-17
*/
@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
@Override
public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
// 注册websocket处理器和拦截器
registry.addHandler(webSocketHandler(), "/websocket/server")
.addInterceptors(webSocketHandleInterceptor()).setAllowedOrigins("*");
registry.addHandler(webSocketHandler(), "/sockjs/server").setAllowedOrigins("*")
.addInterceptors(webSocketHandleInterceptor()).withSockJS();
}
@Bean
public WebSocketHandler webSocketHandler() {
return new WebSocketHandler();
}
@Bean
public WebSocketHandleInterceptor webSocketHandleInterceptor() {
return new WebSocketHandleInterceptor();
}
}
上面的配置类使用@EnableWebSocket注解启用WebSocket，并通过registerWebSocketHandlers方法注册WebSocket处理器。
-
registerWebSocketHandlers：这个方法是向spring容器注册一个handler处理器及对应映射地址，可以理解成MVC的Handler（控制器方法），websocket客户端通过请求的url查找处理器进行处理
-
addInterceptors：拦截器，当建立websocket连接的时候，我们可以通过继承spring的HttpSessionHandshakeInterceptor来做一些事情。
-
setAllowedOrigins：跨域设置，
*表示所有域名都可以，不限制， 域包括ip：port, 指定*可以是任意的域名，不加的话默认localhost+本服务端口 -
withSockJS： 这个是应对浏览器不支持websocket协议的时候降级为轮询的处理。
创建WebSocket消息处理器（实现TextWebSocketHandler 接口）
接下来，创建一个消息处理器，处理客户端发送的消息。
package com.ci.erp.human.handler;
import cn.hutool.core.util.ObjectUtil;
import com.ci.erp.common.core.utils.JsonUtils;
import com.ci.erp.human.domain.thirdVo.YYHeartbeat;
import org.springframework.web.socket.CloseStatus;
import org.springframework.web.socket.TextMessage;
import org.springframework.web.socket.WebSocketSession;
import org.springframework.web.socket.handler.TextWebSocketHandler;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
*
* websocket处理类
* 实现WebSocketHandler接口
*
* - websocket建立连接后执行afterConnectionEstablished回调接口
* - websocket关闭连接后执行afterConnectionClosed回调接口
* - websocket接收客户端消息执行handleTextMessage接口
* - websocket传输异常时执行handleTransportError接口
*
* @author lucky_fd
* @since 2024-01-17
*/
public class WebSocketHandler extends TextWebSocketHandler {
/**
* 存储websocket客户端连接
* */
private static final Map<String, WebSocketSession> connections = new HashMap<>();
/**
* 建立连接后触发
* */
@Override
public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {
System.out.println("成功建立websocket连接");
// 建立连接后将连接以键值对方式存储，便于后期向客户端发送消息
// 以客户端连接的唯一标识为key,可以通过客户端发送唯一标识
connections.put(session.getRemoteAddress().getHostName(), session);
System.out.println("当前客户端连接数：" + connections.size());
}
/**
* 接收消息
* */
@Override
protected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {
System.out.println("收到消息: " + message.getPayload());
// 收到客户端请求消息后进行相应业务处理，返回结果
this.sendMessage(session.getRemoteAddress().getHostName(),new TextMessage("收到消息: " + message.getPayload()));
}
/**
* 传输异常处理
* */
@Override
public void handleTransportError(WebSocketSession session, Throwable exception) throws Exception {
super.handleTransportError(session, exception);
}
/**
* 关闭连接时触发
* */
@Override
public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {
System.out.println("触发关闭websocket连接");
// 移除连接
connections.remove(session.getRemoteAddress().getHostName());
}
@Override
public boolean supportsPartialMessages() {
return super.supportsPartialMessages();
}
/**
* 向连接的客户端发送消息
*
* @author lucky_fd
* @param clientId 客户端标识
* @param message 消息体
**/
public void sendMessage(String clientId, TextMessage message) {
for (String client : connections.keySet()) {
if (client.equals(clientId)) {
try {
WebSocketSession session = connections.get(client);
// 判断连接是否正常
if (session.isOpen()) {
session.sendMessage(message);
}
} catch (IOException e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
break;
}
}
}
}
通过消息处理器，在开发中我们就可以实现向指定客户端或所有客户端发送消息，实现相应业务功能。
创建拦截器
拦截器会在握手时触发，可以用来进行权限验证
package com.ci.erp.human.interceptor;
import org.springframework.http.server.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.ServerHttpResponse;
import org.springframework.web.socket.WebSocketHandler;
import org.springframework.web.socket.server.support.HttpSessionHandshakeInterceptor;
import java.util.Map;
/**
*
* Websocket拦截器类
*
* @author lucky_fd
* @since 2024-01-17
*/
public class WebSocketHandleInterceptor extends HttpSessionHandshakeInterceptor {
@Override
public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler, Map<String, Object> attributes) throws Exception {
System.out.println("拦截器前置触发");
return super.beforeHandshake(request, response, wsHandler, attributes);
}
@Override
public void afterHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler, Exception ex) {
System.out.println("拦截器后置触发");
super.afterHandshake(request, response, wsHandler, ex);
}
}
创建前端页面客户端
最后，创建一个简单的HTML页面，用于接收用户输入并显示实时聊天信息。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Spring WebSocket Chat</title>
<script src="https://code.jquery.com/jquery-3.6.4.min.js"></script>
<script src="http://cdn.bootcss.com/sockjs-client/1.1.1/sockjs.js"></script>
</head>
<body>
请输入：<input type="text" id="message" placeholder="Type your message">
<button onclick="sendMessage()">Send</button>
<button onclick="websocketClose()">关闭连接</button>
<div id="chat"></div>
<script>
var socket = null;
if ('WebSocket' in window) {
// 后端服务port为22900
socket = new WebSocket("ws://localhost:22900/websocket/server");
} else if ('MozWebSocket' in window) {
socket = new MozWebSocket("ws://localhost:22900/websocket/server");
} else {
socket = new SockJS("http://localhost:22900/sockjs/server");
}
// 接收消息触发
socket.onmessage = function (event) {
showMessage(event.data);
};
// 创建连接触发
socket.onopen = function (event) {
console.log(event.type);
};
// 连接异常触发
socket.onerror = function (event) {
console.log(event)
};
// 关闭连接触发
socket.onclose = function (closeEvent) {
console.log(closeEvent.reason);
};
//发送消息
function sendMessage() {
if (socket.readyState === socket.OPEN) {
var message = document.getElementById('message').value;
socket.send(message);
console.log("发送成功!");
} else {
console.log("连接失败!");
}
}
function showMessage(message) {
document.getElementById('chat').innerHTML += '<p>' + message + '</p>';
}
function websocketClose() {
socket.close();
console.log("连接关闭");
}
window.close = function () {
socket.onclose();
};
</script>
</body>
</html>
这个页面使用了WebSocket对象来建立连接，并通过onmessage监听收到的消息。通过输入框发送消息，将会在页面上显示。
测试结果：
后端日志：
前端界面：
Java客户端
添加依赖
<dependency>
<groupId>org.java-websocket</groupId>
<artifactId>Java-WebSocket</artifactId>
<version>1.4.0</version>
</dependency>
创建客户端类（继承WebsocketClient）
package com.river.websocket;
import org.java_websocket.client.WebSocketClient;
import org.java_websocket.handshake.ServerHandshake;
import java.net.URI;
import java.net.URISyntaxException;
public class MyWebSocketClient extends WebSocketClient {
MyWebSocketClient(String url) throws URISyntaxException {
super(new URI(url));
}
// 建立连接
@Override
public void onOpen(ServerHandshake shake) {
System.out.println(shake.getHttpStatusMessage());
}
// 接收消息
@Override
public void onMessage(String paramString) {
System.out.println(paramString);
}
// 关闭连接
@Override
public void onClose(int paramInt, String paramString, boolean paramBoolean) {
System.out.println("关闭");
}
// 连接异常
@Override
public void onError(Exception e) {
System.out.println("发生错误");
}
}
测试websocket
package com.river.websocket;
import org.java_websocket.enums.ReadyState;
import java.net.URISyntaxException;
/**
* @author lucky_fd
* @date 2024-1-17
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) throws URISyntaxException, InterruptedException {
MyWebSocketClient client = new MyWebSocketClient("ws://localhost:22900/websocket/server");
client.connect();
while (client.getReadyState() != ReadyState.OPEN) {
System.out.println("连接状态：" + client.getReadyState());
Thread.sleep(100);
}
client.send("测试数据！");
client.close();
}
}
参考链接：
- 通过注解方式实现websocket：springboot集成websocket持久连接（权限过滤+拦截）
- spring websocket实现前后端通信