极简WebSocket聊天室

晚上没宵夜

发布于 2020-05-26 23:19:21

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发布于 2020-05-26 23:19:21

文章被收录于专栏：Howl同学的学习笔记Howl同学的学习笔记

最近看到了WebSocket，不免想做些什么小功能，然后就选择了聊天室，首先当然先介绍什么是WebSocket

1. WebSocket

WebSocket 是 HTML5 开始提供的可在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议，其允许服务端主动向客户端推送数据，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输

注意：WebSocket 和 HTTP 的区别，WebSocket虽建立在HTTP上，但属于新的独立协议，只是其建立连接的过程需要用到HTTP协议

为什么需要WebSocket？

解决HTTP协议的某些缺陷 ---- 通信只能由客户端发起。很多网站为了实现推送技术，使用Ajax轮询，这样在没有新消息的情况下客户端也要发送请求，势必造成服务器的负担，而WebSokcet可以主动向客户端推送消息，是全双工通讯，能更好的节省服务器资源和带宽

特点：

协议标识符为ws：比如 ws://www.baidu.com
无同源策略限制
更好的二进制支持：可以发送字符串和二进制
握手阶段用HTTP
数据格式轻量：WebSocket的服务端到客户端的数据包头只有2到10字节、HTTP每次都需要携带完整头部，

连接过程：

一：客服端请求协议升级

GET / HTTP/1.1
Host: localhost:8080
Origin: http://127.0.0.1:8080
Connection: Upgrade  					    // 表示要升级协议
Upgrade: websocket    						// 表示升级的协议是websocket
Sec-WebSocket-Version: 13  					// websocket版本号
Sec-WebSocket-Key: w4v7O6xFTi36lqcgctw==    // 随机生成，防止非故意的错误，连接错了

二：服务器响应

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket          						 // 表示可以升级对应的协议
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUmm5OPpG2HaGWk=      // 根据客户端key用函数计算出来

三：此后开始使用WebSocket协议

补充：

ajax轮询：让浏览器间隔几秒就发送一次请求，来获取最新的响应

long poll：保持长连接来阻塞轮询。客户端发起请求不会立刻响应，而是有数据才返回然后关闭连接，然后客户端再次发起long poll周而复始

2. 实现

这个代码是极简的，适合入门理解。WebSocket是一套已经规范好的标准的API，Tomcat、Spring等都实现了这套API，下面笔者用Springboot来操作

2.1 导入依赖

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

2.2 目录结构

2.3 ServerConfig

@Configuration  // 配置类，用来注册服务
public class serverConfig {
    @Bean  // 返回的bean会自动注册进容器
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

2.4 MyServer

重点就在这里，先说明一下：

Endpoint为端点，可理解为服务器接收端，WebSocket是端对端的通信
Session为会话，表示两个端点间的交互，要和cookie和session这个区分开来
方法上的注解：@OnOpen表示成功建立连接后调用的方法，其余类推

@Component // 注解虽然单例，但还是会创建多例
@ServerEndpoint(value = "/wechat/{username}")  // 声明为服务器端点
public class MyServer {

    // 成员变量
    private Session session;
    private String username;

    // 类变量
    // 类变量涉及同步问题，用线程安全类
    // 可以用<String room,<String username,MyServer> >来形成房间
    private static AtomicInteger onlineCount = new AtomicInteger(0);
    private static ConcurrentHashMap<String, MyServer> map = new ConcurrentHashMap<>();

    // 连接
    @OnOpen
    public void onOpen(@PathParam("username") String username, Session session) throws IOException {
        this.session = session;
        this.username = username;
        map.put(username, this);
        addOnlineCount();
        sendMessageAll(username + "加入了房间，当前在线人数：" + getOnlineCount());
    }

    // 关闭
    @OnClose
    public void onClose() throws IOException {
        subOnlineCount();
        map.remove(username);
        sendMessageAll(username + "退出了房间，当前在线人数：" + getOnlineCount());
    }

    // 发送错误
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        error.printStackTrace();
    }

    // 默认群发
    @OnMessage
    public void onMessage(String message) throws IOException {
        sendMessageAll(username + "：" + message);
    }

    // 群发
    private void sendMessageAll(String message) throws IOException {
        for (MyServer value : map.values()) {
            value.session.getBasicRemote().sendText(message);    // 阻塞式
            // this.session.getAsyncRemote().sendText(message);  // 非阻塞式
        }
    }

    // 私发
    private void sendMessageTo(String message, String to) throws IOException {
        MyServer toUser = map.get(to);
        toUser.session.getAsyncRemote().sendText(message);
    }

    public static synchronized int getOnlineCount() {
        return onlineCount.get();
    }

    public static synchronized void addOnlineCount() {
        MyServer.onlineCount.getAndIncrement();
    }

    public static synchronized void subOnlineCount() {
        MyServer.onlineCount.getAndDecrement();
    }
}

2.5 index.html

笔者写的前端不太靠谱，知道什么意思即可~

<!doctype html>
<html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <meta name="viewport"
            content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
        <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
        <title>登录页</title>
    </head>

    // 输入名字，url传参省事
    <body>
        <label for="username">Username:</label>
        <input id="username" type="text" placeholder="请输入昵称">
        <button id="submit" >ENTER</button>
    </body>

    <script>
        var submit = document.getElementById('submit');
        submit.addEventListener('click',function(){
            window.kk = 'homepage.html?username=' + document.getElementById('username').value;
        })
    </script>
</html>

2.6 homepage.html

<!doctype html>
<html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
        <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
        <title>房间</title>
    </head>

    <body>
        <button onclick="wsClose()">退出房间</button>
        <br/><br/>
        <div id="showMessage"></div>
        <br/><br/>
        <input id="sendMessage" type="text"/>
        <button onclick="sendMessage()">发送消息</button>
    </body>

    <script>
        // 获取url参数的昵称
        function getQueryVariable(variable) {
            var query = window.location.search.substring(1);
            var vars = query.split("&");
            for (var i=0;i<vars.length;i++) {
                var pair = vars[i].split("=");
                if(pair[0] == variable){return pair[1];}
            }
            return(false);
        }
        var conn = "ws://localhost:8080/wechat/" + getQueryVariable("username");

        // webSocket连接
        var ws = new WebSocket(conn);

        // 连接错误要做什么呢？
        ws.onerror = function () {
            showMessageInnerHTML("发生未知错误错误");
        }
        // 客户端连接需要干什么呢？
        ws.onopen = function () {
            showMessageInnerHTML("--------------------------");
        }

        // 客户端关闭需要干什么呢？
        ws.onclose = function () {
            showMessageInnerHTML("退出了当前房间");
        }

        // 收到消息
        ws.onmessage = function (even) {
            showMessageInnerHTML(even.data);
        }

        // 关闭浏览器时
        window.onbeforeunload = function () {
            ws.wsClose();
        }

        // 网页上显示消息
        function showMessageInnerHTML(msg) {
            document.getElementById('showMessage').innerHTML += msg + '<br/>';
        }

        // 发送消息
        function sendMessage() {
            var msg = document.getElementById('sendMessage').value;
            ws.send(msg);
            document.getElementById('sendMessage').value = '';
        }

        // 关闭连接
        function wsClose() {
            ws.close();
        }
    </script>
</html>