Spring消息之STOMP

一、STOMP 简介

    直接使用WebSocket(或SockJS)就很类似于使用TCP套接字来编写Web应用。因为没有高层级的线路协议(wire protocol),因此就需要我们定义应用之间所发送消息的语义,还需要确保连接的两端都能遵循这些语义。

    就像HTTP在TCP套接字之上添加了请求-响应模型层一样,STOMP在WebSocket之上提供了一个基于帧的线路格式(frame-based wire format)层,用来定义消息的语义。

    与HTTP请求和响应类似,STOMP帧由命令、一个或多个头信息以及负载所组成。例如,如下就是发送数据的一个STOMP帧:

>>> SEND
transaction:tx-0
destination:/app/marco
content-length:20

{"message":"Marco!"}

    在这个例子中,STOMP命令是send,表明会发送一些内容。紧接着是三个头信息:一个表示消息的的事务机制,一个用来表示消息要发送到哪里的目的地,另外一个则包含了负载的大小。然后,紧接着是一个空行,STOMP帧的最后是负载内容。

二、服务端实现

1、启用STOMP功能

    STOMP 的消息根据前缀的不同分为三种。如下,以 /app 开头的消息都会被路由到带有@MessageMapping 或 @SubscribeMapping 注解的方法中;以/topic 或 /queue 开头的消息都会发送到STOMP代理中,根据你所选择的STOMP代理不同,目的地的可选前缀也会有所限制;以/user开头的消息会将消息重路由到某个用户独有的目的地上。

@Configuration
@EnableWebSocketMessageBroker
@PropertySource("classpath:resources.properties")
public class WebSocketStompConfig extends AbstractWebSocketMessageBrokerConfigurer {

    @Value("${rabbitmq.host}")
    private String host;

    @Value("${rabbitmq.port}")
    private Integer port;

    @Value("${rabbitmq.userName}")
    private String userName;

    @Value("${rabbitmq.password}")
    private String password;

    /**
     * 将 "/stomp" 注册为一个 STOMP 端点。这个路径与之前发送和接收消息的目的地路径有所
     * 不同。这是一个端点,客户端在订阅或发布消息到目的地路径前,要连接到该端点。
     *
     * @param registry
     */
    @Override
    public void registerStompEndpoints(StompEndpointRegistry registry) {
        registry.addEndpoint("/stomp").withSockJS();
    }


    /**
     * 如果不重载它的话,将会自动配置一个简单的内存消息代理,用它来处理以"/topic"为前缀的消息
     *
     * @param registry
     */
    @Override
    public void configureMessageBroker(MessageBrokerRegistry registry) {
        //基于内存的STOMP消息代理
        registry.enableSimpleBroker("/queue", "/topic");

        //基于RabbitMQ 的STOMP消息代理
/*        registry.enableStompBrokerRelay("/queue", "/topic")
                .setRelayHost(host)
                .setRelayPort(port)
                .setClientLogin(userName)
                .setClientPasscode(password);*/

        registry.setApplicationDestinationPrefixes("/app", "/foo");
        registry.setUserDestinationPrefix("/user");
    }
}

2、处理来自客户端的STOMP消息

    服务端处理客户端发来的STOMP消息,主要用的是 @MessageMapping 注解。如下:

  @MessageMapping("/marco")
  @SendTo("/topic/marco")
  public Shout stompHandle(Shout shout){
      LOGGER.info("接收到消息:" + shout.getMessage());
      Shout s = new Shout();
      s.setMessage("Polo!");
      return s;
  }

    2.1、@MessageMapping 指定目的地是“/app/marco”(“/app”前缀是隐含的,因为我们将其配置为应用的目的地前缀)。

    2.2、方法接收一个Shout参数,因为Spring的某一个消息转换器会将STOMP消息的负载转换为Shout对象。Spring 4.0提供了几个消息转换器,作为其消息API的一部分:

    2.3、尤其注意,这个处理器方法有一个返回值,这个返回值并不是返回给客户端的,而是转发给消息代理的,如果客户端想要这个返回值的话,只能从消息代理订阅。@SendTo 注解重写了消息代理的目的地,如果不指定@SendTo,帧所发往的目的地会与触发处理器方法的目的地相同,只不过会添加上“/topic”前缀。

    2.4、如果客户端就是想要服务端直接返回消息呢?听起来不就是HTTP做的事情!即使这样,STOMP 仍然为这种一次性的响应提供了支持,用的是@SubscribeMapping注解,与HTTP不同的是,这种请求-响应模式是异步的...

   @SubscribeMapping("/getShout")
   public Shout getShout(){
       Shout shout = new Shout();
       shout.setMessage("Hello STOMP");
       return shout;
   }

3、发送消息到客户端

3.1 在处理消息之后发送消息

    正如前面看到的那样,使用 @MessageMapping 或者 @SubscribeMapping 注解可以处理客户端发送过来的消息,并选择方法是否有返回值。

    如果 @MessageMapping 注解的控制器方法有返回值的话,返回值会被发送到消息代理,只不过会添加上"/topic"前缀。可以使用@SendTo 重写消息目的地;

    如果 @SubscribeMapping 注解的控制器方法有返回值的话,返回值会直接发送到客户端,不经过代理。如果加上@SendTo 注解的话,则要经过消息代理。

3.2 在应用的任意地方发送消息

    spring-websocket 定义了一个 SimpMessageSendingOperations 接口(或者使用SimpMessagingTemplate ),可以实现自由的向任意目的地发送消息,并且订阅此目的地的所有用户都能收到消息。

  @Autowired
  private SimpMessageSendingOperations simpMessageSendingOperations;


  /**
  * 广播消息,不指定用户,所有订阅此的用户都能收到消息
  * @param shout
  */
  @MessageMapping("/broadcastShout")
  public void broadcast(Shout shout) {
      simpMessageSendingOperations.convertAndSend("/topic/shouts", shout);
  }

3.3 为指定用户发送消息

    3.2介绍了如何广播消息,订阅目的地的所有用户都能收到消息。如果消息只想发送给特定的用户呢?spring-websocket 介绍了两种方式来实现这种功能,一种是 基于@SendToUser注解和Principal参数,一种是SimpMessageSendingOperations 接口的convertAndSendToUser方法。

  • 基于@SendToUser注解和Principal参数

    @SendToUser 表示要将消息发送给指定的用户,会自动在消息目的地前补上"/user"前缀。如下,最后消息会被发布在  /user/queue/notifications-username。但是问题来了,这个username是怎么来的呢?就是通过 principal 参数来获得的。那么,principal 参数又是怎么来的呢?需要在spring-websocket 的配置类中重写 configureClientInboundChannel 方法,添加上用户的认证。

    /**
     * 1、设置拦截器
     * 2、首次连接的时候,获取其Header信息,利用Header里面的信息进行权限认证
     * 3、通过认证的用户,使用 accessor.setUser(user); 方法,将登陆信息绑定在该 StompHeaderAccessor 上,在Controller方法上可以获取 StompHeaderAccessor 的相关信息
     * @param registration
     */
    @Override
    public void configureClientInboundChannel(ChannelRegistration registration) {
        registration.interceptors(new ChannelInterceptorAdapter() {
            @Override
            public Message<?> preSend(Message<?> message, MessageChannel channel) {
                StompHeaderAccessor accessor = MessageHeaderAccessor.getAccessor(message, StompHeaderAccessor.class);
                //1、判断是否首次连接
                if (StompCommand.CONNECT.equals(accessor.getCommand())){
                    //2、判断用户名和密码
                    String username = accessor.getNativeHeader("username").get(0);
                    String password = accessor.getNativeHeader("password").get(0);

                    if ("admin".equals(username) && "admin".equals(password)){
                        Principal principal = new Principal() {
                            @Override
                            public String getName() {
                                return userName;
                            }
                        };
                        accessor.setUser(principal);
                        return message;
                    }else {
                        return null;
                    }
                }
                //不是首次连接,已经登陆成功
                return message;
            }

        });
    }
  @MessageMapping("/shout")
  @SendToUser("/queue/notifications")
  public Shout userStomp(Principal principal, Shout shout) {
        String name = principal.getName();
        String message = shout.getMessage();
        LOGGER.info("认证的名字是:{},收到的消息是:{}", name, message);
        return shout;
  }
  • convertAndSendToUser方法

  除了convertAndSend()以外,SimpMessageSendingOperations 还提供了convertAndSendToUser()方法。按照名字就可以判断出来,convertAndSendToUser()方法能够让我们给特定用户发送消息。

    @MessageMapping("/singleShout")
    public void singleUser(Shout shout, StompHeaderAccessor stompHeaderAccessor) {
        String message = shout.getMessage();
        LOGGER.info("接收到消息:" + message);
        Principal user = stompHeaderAccessor.getUser();
        simpMessageSendingOperations.convertAndSendToUser(user.getName(), "/queue/shouts", shout);
    }

    如上,这里虽然我还是用了认证的信息得到用户名。但是,其实大可不必这样,因为 convertAndSendToUser 方法可以指定要发送给哪个用户。也就是说,完全可以把用户名的当作一个参数传递给控制器方法,从而绕过身份认证!convertAndSendToUser 方法最终会把消息发送到 /user/sername/queue/shouts 目的地上。

4、处理消息异常

    在处理消息的时候,有可能会出错并抛出异常。因为STOMP消息异步的特点,发送者可能永远也不会知道出现了错误。@MessageExceptionHandler标注的方法能够处理消息方法中所抛出的异常。我们可以把错误发送给用户特定的目的地上,然后用户从该目的地上订阅消息,从而用户就能知道自己出现了什么错误啦...

     @MessageExceptionHandler(Exception.class)
     @SendToUser("/queue/errors")
     public Exception handleExceptions(Exception t){
         t.printStackTrace();
         return t;
     }

三、客户端实现

1、JavaScript 依赖

    STOMP 依赖 sockjs.js 和 stomp.min.js。stomp.min.js的下载链接:http://www.bootcdn.cn/stomp.js/

    <script type="text/javascript" src="http://cdn.bootcss.com/sockjs-client/1.1.1/sockjs.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="/js/stomp.min.js"></script>

2、JavaScript 客户端实现

/*STOMP*/
var url = 'http://localhost:8080/stomp';
var sock = new SockJS(url);
var stomp = Stomp.over(sock);

var strJson = JSON.stringify({'message': 'Marco!'});

//默认的和STOMP端点连接
/*stomp.connect("guest", "guest", function (franme) {

});*/

var headers={
    username:'admin',
    password:'admin'
};

stomp.connect(headers, function (frame) {

    //发送消息
    //第二个参数是一个头信息的Map,它会包含在STOMP的帧中
    //事务支持
    var tx = stomp.begin();
    stomp.send("/app/marco", {transaction: tx.id}, strJson);
    tx.commit();


    //订阅服务端消息 subscribe(destination url, callback[, headers])
    stomp.subscribe("/topic/marco", function (message) {
        var content = message.body;
        var obj = JSON.parse(content);
        console.log("订阅的服务端消息:" + obj.message);
    }, {});


    stomp.subscribe("/app/getShout", function (message) {
        var content = message.body;
        var obj = JSON.parse(content);
        console.log("订阅的服务端直接返回的消息:" + obj.message);
    }, {});


    /*以下是针对特定用户的订阅*/
    var adminJSON = JSON.stringify({'message': 'ADMIN'});
    /*第一种*/
    stomp.send("/app/singleShout", {}, adminJSON);
    stomp.subscribe("/user/queue/shouts",function (message) {
        var content = message.body;
        var obj = JSON.parse(content);
        console.log("admin用户特定的消息1:" + obj.message);
    });
    /*第二种*/
    stomp.send("/app/shout", {}, adminJSON);
    stomp.subscribe("/user/queue/notifications",function (message) {
        var content = message.body;
        var obj = JSON.parse(content);
        console.log("admin用户特定的消息2:" + obj.message);
    });

    /*订阅异常消息*/
    stomp.subscribe("/user/queue/errors", function (message) {
        console.log(message.body);
    });

    //若使用STOMP 1.1 版本,默认开启了心跳检测机制(默认值都是10000ms)
    stomp.heartbeat.outgoing = 20000;

    stomp.heartbeat.incoming = 0; //客户端不从服务端接收心跳包
});

演示源代码链接:https://github.com/JMCuixy/SpringWebSocket

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