環(huán)境：Springboot3.0.5

WebSocket介紹

WebSocket協(xié)議RFC 6455提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的方式，通過一個(gè)TCP連接在客戶端和服務(wù)器之間建立全雙工、雙向的通信通道。它是一個(gè)不同于HTTP的TCP協(xié)議，但設(shè)計(jì)為在HTTP之上工作，使用80和443端口，并允許重用現(xiàn)有的防火墻規(guī)則。

WebSocket交互開始于一個(gè)HTTP請(qǐng)求，使用HTTP Upgrade header進(jìn)行升級(jí)，在本例中是切換到WebSocket協(xié)議。下面的例子展示了這種交互:

GET /spring-websocket-portfolio/portfolio HTTP/1.1
Host: localhost:8080
Upgrade: websocket             // ①
Connection: Upgrade           // ②
Sec-WebSocket-Key: Uc9l9TMkWGbHFD2qnFHltg==
Sec-WebSocket-Protocol: v10.stomp, v11.stomp
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: http://localhost:8080

①：Upgrade header頭部信息

②：使用 Upgrade 連接

支持WebSocket的服務(wù)器會(huì)返回類似下面的輸出，而不是通常的200狀態(tài)碼:

HTTP/1.1 101 Switching Protocols 
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: 1qVdfYHU9hPOl4JYYNXF623Gzn0=
Sec-WebSocket-Protocol: v10.stomp

握手成功后，HTTP upgrade請(qǐng)求的TCP套接字保持打開，客戶端和服務(wù)器可以繼續(xù)發(fā)送和接收消息。

如果WebSocket服務(wù)器運(yùn)行在web服務(wù)器(例如nginx)后面，你可能需要配置它來將WebSocket升級(jí)請(qǐng)求傳遞給WebSocket服務(wù)器。同樣，如果應(yīng)用程序運(yùn)行在云環(huán)境中，請(qǐng)查看云提供商提供的有關(guān)WebSocket支持的說明。

HTTP與WebSocket

盡管WebSocket在設(shè)計(jì)上是與HTTP兼容的，而且從HTTP請(qǐng)求開始，但重要的是要明白，這兩種協(xié)議導(dǎo)致了非常不同的架構(gòu)和應(yīng)用程序編程模型。

在HTTP和REST中，應(yīng)用程序被建模為多個(gè)url。為了與應(yīng)用程序交互，客戶端以請(qǐng)求-響應(yīng)的方式訪問這些url。服務(wù)器根據(jù)HTTP URL、方法和首部將請(qǐng)求路由到適當(dāng)?shù)奶幚沓绦颉?/p>

相比之下，在websocket中，初始連接通常只有一個(gè)URL。隨后，所有應(yīng)用程序消息都在同一個(gè)TCP連接上流動(dòng)。這是一種完全不同的異步、事件驅(qū)動(dòng)的消息傳遞架構(gòu)。

WebSocket也是一種底層傳輸協(xié)議，與HTTP不同，它對(duì)消息內(nèi)容沒有任何語義規(guī)定。這意味著除非客戶端和服務(wù)器在消息語義上達(dá)成一致，否則無法路由或處理消息。

WebSocket客戶端和服務(wù)器可以通過HTTP握手請(qǐng)求的Sec-WebSocket-Protocol頭部來協(xié)商使用更高級(jí)別的消息傳遞協(xié)議(例如STOMP)。在這種情況下，他們需要制定自己的慣例。

什么時(shí)候該使用WebSocket

WebSockets可以使網(wǎng)頁具有動(dòng)態(tài)性和交互性。然而，在許多情況下，Ajax和HTTP流或長輪詢的組合可以提供簡單而有效的解決方案。

例如，新聞、郵件和社交源需要?jiǎng)討B(tài)更新，但每隔幾分鐘更新一次完全沒問題。另一方面，協(xié)作、游戲和金融應(yīng)用需要更接近實(shí)時(shí)。

延遲本身并不是決定性因素。如果消息量相對(duì)較少(例如監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)故障)，HTTP流或輪詢可以提供有效的解決方案。低延遲、高頻率和高容量的組合才是WebSocket的最佳選擇。

還要記住，在互聯(lián)網(wǎng)上，你無法控制的限制性代理可能會(huì)阻止WebSocket交互，要么是因?yàn)樗鼈儧]有配置為傳遞Upgrade header，要么是因?yàn)樗鼈冴P(guān)閉了看起來空閑的長連接。這意味著對(duì)防火墻內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)用程序使用WebSocket比面向公眾的應(yīng)用程序更直接。

WebSocket核心API

Spring框架提供了一個(gè)WebSocket API，可以用它來編寫處理WebSocket消息的客戶端和服務(wù)器端應(yīng)用程序。

• WebSocketHandler

創(chuàng)建WebSocket服務(wù)器很簡單，只需實(shí)現(xiàn)WebSocketHandler，或者擴(kuò)展TextWebSocketHandler或BinaryWebSocketHandler。下面的例子使用了TextWebSocketHandler:

public class MessageHandler extends TextWebSocketHandler {


  @Override
  public void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) {
    System.out.printf("SessionId: %s, 接收到消息: %s%n", session.getId(), message.getPayload()) ;
    try {
      session.sendMessage(new TextMessage("服務(wù)端接收到消息 - " + message.getPayload())) ;
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }


  @Override
  public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {
    System.out.printf("連接成功, 會(huì)話Id: %s, Attribute: %s%n", session.getId(), session.getAttributes()) ;
  }


  @Override
  public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {
    System.out.printf("連接關(guān)閉, 會(huì)話Id: %s, 關(guān)閉狀態(tài): %s%n", session.getId(), status.getCode() + " - " + status.getReason()) ;
  }


}

WebSocket配置

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {


  @Override
  public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
    registry.addHandler(messageHandler(), "/message")
  }
  @Bean
  public WebSocketHandler messageHandler() {
    return new MessageHandler();
  }
}

• WebSocket Handshake

要定制初始的HTTP WebSocket握手請(qǐng)求，最簡單的方法是使用HandshakeInterceptor，它提供了握手前和握手后的方法。你可以使用這樣的攔截器來阻止握手，或者讓 WebSocketSession可以訪問任何屬性。下面的例子使用內(nèi)置的攔截器將HTTP會(huì)話屬性傳遞給WebSocket會(huì)話:

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {


  @Override
  public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
    registry
      .addHandler(messageHandler(), "/message")
      .setHandshakeHandler(handshakeHandler())
      // 添加捂手?jǐn)r截器
      .addInterceptors(new HandshakeInterceptor() {
        // 如果該方法返回false，則不允許建立連接
        @Override
        public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response,
            WebSocketHandler wsHandler, Map<String, Object> attributes) throws Exception {
          // todo
          attributes.put("uid", uid) ;
          return true ;
        }
        @Override
        public void afterHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler,
            Exception exception) {
          // todo
        }
      }) ;
  }
}

• 部署

Spring WebSocket API很容易集成到Spring MVC應(yīng)用程序中，DispatcherServlet可以同時(shí)處理HTTP WebSocket握手和其他HTTP請(qǐng)求。調(diào)用
WebSocketHttpRequestHandler也很容易集成到其他HTTP處理場景中。這樣既方便又容易理解。但是，對(duì)于JSR-356運(yùn)行時(shí)，需要特別注意。

Java WebSocket API (JSR-356)提供兩種部署機(jī)制。第一種方法涉及啟動(dòng)時(shí)的Servlet容器類路徑掃描(Servlet 3特性)@ServerEndpoint。另一個(gè)是Servlet容器初始化時(shí)使用的注冊(cè) API(ServletContainerInitializer)。這兩種機(jī)制都不可能對(duì)所有HTTP處理使用單個(gè)“前端控制器”?—?包括WebSocket握手和所有其他HTTP請(qǐng)求?—?如Spring MVC的DispatcherServlet。

這是JSR-356的一個(gè)重要限制，Spring的WebSocket支持通過特定于服務(wù)器的RequestUpgradeStrategy實(shí)現(xiàn)來解決這個(gè)問題，即使運(yùn)行在JSR-356運(yùn)行時(shí)也是如此。Tomcat、Jetty、GlassFish、WebLogic、WebSphere和Undertow(以及WildFly)目前都存在這樣的策略。

• 服務(wù)配置

每個(gè)底層WebSocket引擎都公開了控制運(yùn)行時(shí)特征的配置屬性，例如消息緩沖區(qū)大小、空閑超時(shí)等。

對(duì)于Tomcat、WildFly和GlassFish，可以在WebSocket Java配置中添加
ServletServerContainerFactoryBean，如下面的例子所示:

@Bean
public ServletServerContainerFactoryBean servletServerContainerFactoryBean() {
  ServletServerContainerFactoryBean container = new ServletServerContainerFactoryBean() ;
  container.setMaxTextMessageBufferSize(8192) ;
  container.setMaxBinaryMessageBufferSize(8192) ;
  return container ;
}

• 允許的來源

從Spring Framework 4.1.5開始，WebSocket和SockJS的默認(rèn)行為是只接受同源請(qǐng)求。也可以允許所有或指定的來源列表。這個(gè)檢查主要是為瀏覽器客戶端設(shè)計(jì)的。沒有什么能阻止其他類型的客戶端修改Origin首部值。

三種可能的行為是：

1. 僅允許同源請(qǐng)求(默認(rèn)):在這種模式下，當(dāng)啟用SockJS時(shí)，Iframe HTTP響應(yīng)頭X-Frame-Options設(shè)置為SAMEORIGIN，并且禁用JSONP傳輸，因?yàn)樗辉试S檢查請(qǐng)求的來源。因此，啟用此模式時(shí)，不支持IE6和IE7。
2. 允許指定的來源列表:每個(gè)允許的來源必須以http://或https://.開頭在此模式下，當(dāng)啟用SockJS時(shí)，禁用IFrame傳輸。因此，啟用此模式時(shí)，將不支持IE6到IE9。
3. 允許所有來源:要啟用此模式，你應(yīng)該提供*作為允許的來源值。在該模式下，所有傳輸通道都可用。

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {


  @Override
  public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
    registry
      .addHandler(messageHandler(), "/message")
      .setAllowedOriginPatterns("*") ;
  }
}

測試

通過上面的介紹和配置，WebSocket環(huán)境就算是簡單的配置完成了，接下來通過Postman進(jìn)行測試。

圖片

連接成功

發(fā)送消息及接收消息

服務(wù)端接收到消息