WebSocket快速入门

WebSocket

借鉴：

https://blog.csdn.net/weixin_45747080/article/details/117477006

https://cloud.tencent.com/developer/article/1887095

简介

WebSocket 是一种网络传输协议，可在单个 TCP 连接上进行全双工通信，位于 OSI 模型的应用层。WebSocket 协议在 2011 年由 IETF 标准化为 RFC 6455，后由 RFC 7936 补充规范。

WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

优点：

  • *1）*较少的控制开销：在连接创建后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小；
  • *2）*更强的实时性：由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。相对于 HTTP 请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少；
  • *3）*保持连接状态：与 HTTP 不同的是，WebSocket 需要先创建连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息；
  • *4）*更好的二进制支持：WebSocket 定义了二进制帧，相对 HTTP，可以更轻松地处理二进制内容；
  • *5）*可以支持扩展：WebSocket 定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。

前后端使用WebSocket

img

服务端利用SpringBoot启动一个WebSocket服务，同时暴露出该服务的应用路径，客户端则利用该应用路径进行连接。需要注意的是，在服务端只需要启动一个WebSocket服务，而每一个客户端就是一个WebSocket应用。就有点像：服务端是古老的电话接线员，而客户端就是打电话的人。假如用户A想要给用户B打电话就需要先打电话到接线员那，然后接线员再接通用户B。不过WebSocket可以实现广播和私聊。

前端初始化WebSocket对象

不需要引入第三方依赖包，直接使用js自带的WebSocket对象。

  1. 创建WebSocket对象

    const ws = new WebSocket('ws://localhost:8000/websocket/')

    ws://和jdbc://、http://一样都是协议名，同样的，Websocket还支持更加安全的wss://，/websocket即该服务的应用路径名

  2. onopen事件监听

    与服务端连接成功会触发。

    webSocketOnOpen(e){
    console.log('与服务端连接打开->',e)
},

  3. onerror事件监听

    与服务端连接异常时触发。

    webSocketOnError(e){
    console.log('与服务端连接异常->',e)
},

  4. onclose事件监听

    与服务端连接关闭时触发。

    webSocketOnClose(e){
    console.log('与服务端连接关闭->',e)
},

  5. onmessage事件监听

    接收到来自服务端的消息时触发。

    webSocketOnMessage(e){
    console.log('来自服务端的消息->',e)
},

一个完整的WebSocket对象应该具备以上属性，同时需要将以上属性跟WebSocket对象绑定。

使用原生JS初始化WebSocket对象演示

const ws = new WebSocket(webSocketUrl)
//onopen事件监听
ws.addEventListener('open',e=>{
    console.log('与服务端连接打开->',e)
},false)
//onclose事件监听
ws.addEventListener('close',e=>{
    console.log('与服务端连接关闭->',e)
},false)
//onmessage事件监听
ws.addEventListener('message',e=>{
    console.log('来自服务端的消息->',e)
},false)
//onerror事件监听
ws.addEventListener('error',e=>{
    console.log('与服务端连接异常->',e)
},false)

ws对象的addEventListener( )方法，为WebSocket绑定事件监听，从而在各个事件监听中处理事务。

使用Vue初始化WebSocket对象演示

export default {
  name: "Home",
  data() {
    return {
      webSocketObject: null,
    }
  },
  created() {
    //初始化WebSocket
    this.webSocketInit()
  },
  methods: {
    webSocketInit(){
      const webSocketUrl = 'ws://localhost:8000/websocket/'+this.username
      this.webSocketObject = new WebSocket(webSocketUrl);
      this.webSocketObject.onopen = this.webSocketOnOpen
      this.webSocketObject.onmessage = this.webSocketOnMessage
      this.webSocketObject.onerror = this.webSocketOnError
      this.webSocketObject.onclose = this.webSocketOnClose
    },
    webSocketOnOpen(e){
      console.log('与服务端连接打开->',e)
    },
    webSocketOnMessage(e){
      console.log('来自服务端的消息->',e)
    },
    webSocketOnError(e){
      console.log('与服务端连接异常->',e)
    },
    webSocketOnClose(e){
      console.log('与服务端连接关闭->',e)
    },
  },
}
</script>

同样的，利用methods分别定义好OnOpen、OnMessage、OnError、OnClose四个事件监听，然后进行初始化并且绑定就可以了。这样就完成了WebSocket对象以及事件监听的初始化。

后端初始化WebSocket对象

  • SpringBoot自带的WebSocket有以下5个常用注解：

@ServerEndpoint

暴露出的ws应用的路径，支持RESTful风格传参，类似/websocket/{username}

@OnOpen

与当前客户端连接成功，有入参Session对象（当前连接对象），同时可以利用@PathParam()获取上述应用路径中传递的参数，比如@PathParam(“username”) String username。

@OnClose

与当前客户端连接失败，有入参Session对象（当前连接对象），同时也可以利用@PathParam()获取上述应用路径中传递的参数。

@OnError

与当前客户端连接异常，有入参Session对象（当前连接对象）、Throwable对象（异常对象），同时也可以利用@PathParam()获取上述应用路径中传递的参数。

@OnMessage

当前客户端发送消息，有入参Session对象（当前连接对象）、String message对象（当前客户端传递过来的字符串消息）

  • 利用SpringBoot创建项目，需要引入依赖：
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>
  • 在application.yaml中定义好该服务的端口号：
server:
  port: 8000
  • 利用自定义配置类开启WebSocket：
package cn.wqk.serverwebsocket.config;

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.server.standard.ServerEndpointExporter;

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig {

    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter(){
        return new ServerEndpointExporter();
    }

}
  • 定义Websocket主业务类：
package cn.wqk.serverwebsocket.socket;

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.Date;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@Component
@Slf4j
@ServerEndpoint("/websocket/{username}") //暴露的ws应用的路径
public class WebSocket {

    /**
     * 客户端与服务端连接成功
     * @param session
     * @param username
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session,@PathParam("username") String username){
        /*
            do something for onOpen
            与当前客户端连接成功时
         */
    }

    /**
     * 客户端与服务端连接关闭
     * @param session
     * @param username
     */
    @OnClose
    public void onClose(Session session,@PathParam("username") String username){
        /*
            do something for onClose
            与当前客户端连接关闭时
         */
    }

    /**
     * 客户端与服务端连接异常
     * @param error
     * @param session
     * @param username
     */
    @OnError
    public void onError(Throwable error,Session session,@PathParam("username") String username) {
    }

    /**
     * 客户端向服务端发送消息
     * @param message
     * @param username
     * @throws IOException
     */
    @OnMessage
    public void onMsg(Session session,String message,@PathParam("username") String username) throws IOException {
        /*
            do something for onMessage
            收到来自当前客户端的消息时
         */
    }
}

前后端联动实现简单聊天室

前端在OnMessage事件监听中接收到来自后端的消息，然后进行处理（展示在页面上）；同样的，后端也是在OnMessage中接收到来自前端的消息，然后进行处理（发送到所有客户端）。

前端

  1. 定义一个输入框，再定义一个按钮：接收消息并且发送
<input
       type="text"
       v-model="sendMessage"
       placeholder="请输入你要发送的消息">
<button @click="handleSendButton()">发送</button>

**注意：**直接利用websocket对象的send()方法发送消息，前后端数据传输利用JSON字符串，所以发送的时候需要将对象转为JSON字符串。

  1. 定义一个列表：用于展示聊天信息
<table>
    <thead>
        <tr>
            <th>消息编号</th>
            <th>发送者</th>
            <th>发送时间</th>
            <th>发送内容</th>
        </tr>
    </thead>
    <tbody>
        <tr v-for="item in messageList" :key="item.time">
            <td>{{ item.id }}</td>
            <td>{{ item.username }}</td>
            <td>{{ new Date(item.time).toLocaleTimeString() }}</td>
            <td>{{ item.message }}</td>
        </tr>
    </tbody>
</table>
  1. 当客户端的onMessage接收到消息后就把消息展示到列表中
webSocketOnMessage(e){
    console.log('来自服务端的消息->',e)
    const receiveMessage = JSON.parse(e.data);
    this.messageList.push(receiveMessage)
},

**注意：**通过console.log(e)不难发现，来自服务端的消息是存储在e.data中的，并且是JSON字符串，所以我们需要将它转为JSON对象。

此时已经完成了前端发送消息并且接收消息且展示消息了。

后端

接收消息并且群发消息：

@OnMessage
public void onMsg(Session session,String message,@PathParam("username") String username) throws IOException {
    /*
            do something for onMessage
            收到来自当前客户端的消息时
         */
    sendAllMessage(message);
}
//向所有客户端发送消息（广播）
private void sendAllMessage(String message){
    Set<String> sessionIdSet = onlineClientMap.keySet(); //获得Map的Key的集合
    for (String sessionId : sessionIdSet) { //迭代Key集合
        Session session = onlineClientMap.get(sessionId); //根据Key得到value
        session.getAsyncRemote().sendText(message); //发送消息给客户端
    }
}

前端完整代码

<template>
  <div>
    <table>
      <thead>
      <tr>
        <th>消息编号</th>
        <th>发送者</th>
        <th>发送时间</th>
        <th>发送内容</th>
      </tr>
      </thead>
      <tbody>
      <tr v-for="item in messageList" :key="item.time">
        <td>{{ item.id }}</td>
        <td>{{ item.username }}</td>
        <td>{{ new Date(item.time).toLocaleTimeString() }}</td>
        <td>{{ item.message }}</td>
      </tr>
      </tbody>
    </table>
    <input
        type="text"
        v-model="sendMessage"
        placeholder="请输入你要发送的消息">
    <button @click="handleSendButton()">发送</button>
    <button @click="handleLogoutButton()">退出</button>
  </div>
</template>

<script>

import {
  getUsername,
  removeUsername
} from "@/utils/username";

export default {
  name: "Home",
  data() {
    return {
      webSocketObject: null,
      username: '',
      messageList: [

      ],
      sendMessage: ''
    }
  },
  created() {
    //从localStorage中获得username
    this.username = getUsername()
    //如果username不存在返回到登录页面
    if (!this.username){
      this.$router.push({
        name: 'Login'
      })
    }
    //初始化WebSocket
    this.webSocketInit()
  },
  beforeDestroy() {
    this.webSocketObject.close();//在该组件销毁时关闭该连接以节约资源
  },
  methods: {
    webSocketInit(){
      const webSocketUrl = 'ws://localhost:8000/websocket/'+this.username
      this.webSocketObject = new WebSocket(webSocketUrl);
      this.webSocketObject.onopen = this.webSocketOnOpen
      this.webSocketObject.onmessage = this.webSocketOnMessage
      this.webSocketObject.onerror = this.webSocketOnError
      this.webSocketObject.onclose = this.webSocketOnClose
    },
    webSocketOnOpen(e){
      console.log('与服务端连接打开->',e)
    },
    webSocketOnMessage(e){
      console.log('来自服务端的消息->',e)
      const receiveMessage = JSON.parse(e.data);
      this.messageList.push(receiveMessage)
    },
    webSocketOnError(e){
      console.log('与服务端连接异常->',e)
    },
    webSocketOnClose(e){
      console.log('与服务端连接关闭->',e)
    },
    handleSendButton() {
      const username = this.username
      const message = this.sendMessage
      this.webSocketObject.send(JSON.stringify({
        id: 1,
        message,
        username,
        time: new Date().getTime()
      }))
      this.sendMessage = ''
    },
    handleLogoutButton(){
      removeUsername() //清除username然后断开连接
      this.webSocketObject.close();
      this.$router.push({
        name: 'Login'
      })
    }
  },
}
</script>

这里采用的是在上一个页面获取到用户的用户名然后存储到LocalStorage中。

后端完整代码

package cn.wqk.serverwebsocket.socket;

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.Date;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@Component
@Slf4j
@ServerEndpoint("/websocket/{username}") //暴露的ws应用的路径
public class WebSocket {

    /** 当前在线客户端数量（线程安全的） */
    private static AtomicInteger onlineClientNumber = new AtomicInteger(0);

    /** 当前在线客户端集合（线程安全的）：以键值对方式存储，key是连接的编号，value是连接的对象 */
    private static Map<String ,Session> onlineClientMap = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 客户端与服务端连接成功
     * @param session
     * @param username
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session,@PathParam("username") String username){
        /*
            do something for onOpen
            与当前客户端连接成功时
         */
        onlineClientNumber.incrementAndGet();//在线数+1
        onlineClientMap.put(session.getId(),session);//添加当前连接的session
        log.info("时间[{}]：与用户[{}]的连接成功，当前连接编号[{}]，当前连接总数[{}]",
                new Date().toLocaleString(),
                username,
                session.getId(),
                onlineClientNumber);
    }

    /**
     * 客户端与服务端连接关闭
     * @param session
     * @param username
     */
    @OnClose
    public void onClose(Session session,@PathParam("username") String username){
        /*
            do something for onClose
            与当前客户端连接关闭时
         */
        onlineClientNumber.decrementAndGet();//在线数-1
        onlineClientMap.remove(session.getId());//移除当前连接的session
        log.info("时间[{}]：与用户[{}]的连接关闭，当前连接编号[{}]，当前连接总数[{}]",
                new Date().toLocaleString(),
                username,
                session.getId(),
                onlineClientNumber);
    }

    /**
     * 客户端与服务端连接异常
     * @param error
     * @param session
     * @param username
     */
    @OnError
    public void onError(Throwable error,Session session,@PathParam("username") String username) {
        /*
            do something for onError
            与当前客户端连接异常时
         */
        error.printStackTrace();
    }

    /**
     * 客户端向服务端发送消息
     * @param message
     * @param username
     * @throws IOException
     */
    @OnMessage
    public void onMsg(Session session,String message,@PathParam("username") String username) throws IOException {
        /*
            do something for onMessage
            收到来自当前客户端的消息时
         */
        log.info("时间[{}]：来自连接编号为[{}]的消息：[{}]",
                new Date().toLocaleString(),
                session.getId(),
                message);
        sendAllMessage(message);
    }

    //向所有客户端发送消息（广播）
    private void sendAllMessage(String message){
        Set<String> sessionIdSet = onlineClientMap.keySet(); //获得Map的Key的集合
        for (String sessionId : sessionIdSet) { //迭代Key集合
            Session session = onlineClientMap.get(sessionId); //根据Key得到value
            session.getAsyncRemote().sendText(message); //发送消息给客户端
        }
    }

}

流程图

img

总结

服务端启动一个WebSocket服务，初始化应用路径、连接打开OnOpen、连接关闭OnClose、连接异常OnError、收到消息OnMessage。OnMessage中需要对来自客户端的消息进行对应的处理，比如广播或者私聊给具体某人。

客户端需要利用WebSocket对象（定义好url），然后初始化OnOpen、OnClose、OnError、OnMessage。OnMessage中需要对来自服务端的消息进行处理，如展示到页面上等。同时还可以需用WebSocket对象的send()方法来给服务端发送数据，并且切记在页面关闭时需要将该连接关闭（利用WebSocket对象的close()方法）。

项目地址

博客作者给的github项目可以直接跑通，良心：https://github.com/FanGaoXS/websocket-demo

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MPPT算法选择 目前&#xff0c;MPPT算法有开路电压比率(离线)、短路电流比率(离线)、观察调节(在线)、极限追踪控制法(在线)。 在光伏控制系统中&#xff0c;因为日照、温度等条件的变化&#xff0c;光伏电池的输出功率也是在不断变化的&#xff0c;为保证使得光伏电池的输出功…
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Python基础语法之学习运算符

Python基础语法之学习运算符

Python基础语法之学习运算符 一、代码二、效果 一、代码 print("1 1 ", 1 1) print("1 - 1 ", 1 - 1) print("1 * 1 ", 1 * 1) print("11 / 5 ", 11 / 5) print("11 // 5 ", 11 // 5) print("9 % 5 ", 9…
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【单调栈】最大二叉树

【单调栈】最大二叉树

题目&#xff1a; 给定一个不重复的整数数组 nums 。 最大二叉树 可以用下面的算法从 nums 递归地构建: 创建一个根节点&#xff0c;其值为 nums 中的最大值。递归地在最大值 左边 的 子数组前缀上 构建左子树。递归地在最大值 右边 的 子数组后缀上 构建右子树。 返回 nums…
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linux用户身份切换su和 sudo

linux用户身份切换su和 sudo

su 切换root&#xff0c;但是&#xff0c;环境变量是之前用户的 可以看到利用su切换&#xff0c;根目录还是pro1的 su - 连同环境一起切换成root&#xff0c;切换后工作目录都不一样了&#xff0c;看输入内容左侧信息&#xff0c;和第一个图片比较 -c仅执行一次命令&#xff0…
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INFINI Gateway 与华为鲲鹏完成产品兼容互认证

INFINI Gateway 与华为鲲鹏完成产品兼容互认证

何为华为鲲鹏认证 华为鲲鹏认证是华为云围绕鲲鹏云服务&#xff08;含公有云、私有云、混合云、桌面云&#xff09;推出的一项合作伙伴计划&#xff0c;旨在为构建持续发展、合作共赢的鲲鹏生态圈&#xff0c;通过整合华为的技术、品牌资源&#xff0c;与合作伙伴共享商机和利…
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脚本绑邦引流脚本拓客软件短视频获客直播间截流抖音快手小红书自动引流关注点赞私信评论截流涨粉

脚本绑邦引流脚本拓客软件短视频获客直播间截流抖音快手小红书自动引流关注点赞私信评论截流涨粉

一、引流脚本是什么&#xff1f; 引流脚本是一种自动化的工具&#xff0c;可以帮助你在各​种短视频、​社交媒体平台上进行批量关注、点赞、私信、评论等操作&#xff0c;从而吸引更多的流量和粉丝。通过引流脚本&#xff0c;你可以自动化地执行各种操作&#xff0c;解放双手…
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