教你怎么使用Java实现WebSocket
一、websocket简介
websocket协议通过在客户端和服务端之间提供全双工通信来进行web和服务器的交互功能。
在websocket应用程序中，服务器发布websocket端点，客户端使用url连接到服务器。建立连接后，服务器和客户端就可以互相发送消息。客户端通常连接到一台服务器，服务器接受多个客户端的连接。
1.1 websocket协议
websocket协议有两个部分：握手和传输。客户端通过向服务端url发送握手请求来建立连接。握手与现有的基于http的基础结构相兼容。web服务器将其解释为升级版的http连接请求。
一个客户端建立连接的握手请求：
get /path/to/websocket/endpoint http/1.1 host: localhost upgrade: websocket connection: upgrade sec-websocket-key: xqbt3imnzjbyqrinxeflkg== origin: http://localhost sec-websocket-version: 13
一个服务端响应：
http/1.1 101 switching protocols upgrade: websocket connection: upgrade sec-websocket-accept: k7djldlooiwig/mopvwfb3y3fe8=
从上面的请求和响应中可以看出来，一个websocket连接的建立，需要客户端和服务端维护一个key来作为该连接的连接凭证。
客户端向服务端发送websocketkey，服务器根据websocketkey生成websocketaccept返回给客户端，客户端对websocketkey的值再进行相同的操作，如果与服务器返回的accept的值相匹配，就表示握手成功。握手之后客户端与服务端就互相发送消息。
1.2 websocket支持的消息类型
websocket支持文本消息（utf-8编码）和二进制消息。websocket的控制消息由close、ping、pong组成。ping和pong也有可能包含应用程序信息。
websocket端点具有如下的uri形式表示：
ws://host:port/path?query wss://host:port/path?query
ws代表未加密的连接，默认端口是80
wss代表加密的连接，默认端口是443
path：表示服务器内端点的位置
query：路径参数信息
二、创建一个websocket程序
创建和部署websocket端点的过程如下：
1、创建一个端点类
2、实现端点的生命周期方法
3、将业务逻辑添加到端点
4、将端点部署到web应用程序中
注意：与servlet相反，websocket端点类会被实例化多次，容器针对与其部署的uri的每个连接都创建一个实例。每个实例都与一个连接相关联。因为在任何时间都只有一个线程执行端点实例的代码，所以有助于保持每个连接的用户状态简化开发。
2.1 生命周期方法
endpoint类中定义了三个生命周期方法：onopen、onclose、onerror
使用注解方式创建服务类
@serverendpoint("/echo")
public class echoendpoint {
@onmessage
public void onmessage(session session, string msg) {
try {
session.getbasicremote().sendtext(msg);
} catch (ioexception e) { ... }
}
}
2.2 业务逻辑方法
@serverendpoint("/receive")
public class receiveendpoint {
@onmessage
public void textmessage(session session, string msg) {
system.out.println("text message: " + msg);
}
@onmessage
public void binarymessage(session session, bytebuffer msg) {
system.out.println("binary message: " + msg.tostring());
}
@onmessage
public void pongmessage(session session, pongmessage msg) {
system.out.println("pong message: " +
msg.getapplicationdata().tostring());
}
}
注意：一个服务类最多可以有三个onmessage注解，每个消息类型分别使用一种方法：text、binary、pong
2.3 维护客户状态
有时在程序中我们可能需要在连接中维护一些用户参数，websocket也提供了这样的服务session.getuserproperties获取用户参数信息
如果要存储所有连接的客户端共有的信息，可以使用静态变量，但是需要用户保证对数据的线程安全访问。
@serverendpoint("/delayedecho")
public class delayedechoendpoint {
@onopen
public void open(session session) {
session.getuserproperties().put("previousmsg", " ");
}
@onmessage
public void message(session session, string msg) {
string prev = (string) session.getuserproperties()
.get("previousmsg");
session.getuserproperties().put("previousmsg", msg);
try {
session.getbasicremote().sendtext(prev);
} catch (ioexception e) { ... }
}
}
2.4 数据格式的编码与解码
由于客户端和服务端交互可能涉及数据格式的转换，所以提供了decoder和encoder的方式解决。
同时由于websocket的@message注解只能有一个用来传输text信息或binary信息，所以要进行最常用的json->entity转换解析就需要该方法
encoder
encoder.text 用于文本消息encoder.binary 用于二进制消息
使用方法：
1、创建编解码类
public class messageatextencoder implements encoder.text<messagea> {
@override
public void init(endpointconfig ec) { }
@override
public void destroy() { }
@override
public string encode(messagea msga) throws encodeexception {
// access msga's properties and convert to json text...
return msgajsonstring;
}
}
2、在端点类注解中添加该encoder
@serverendpoint(
value = "/myendpoint",
encoders = { messageatextencoder.class, messagebtextencoder.class }
)
public class encendpoint { ... }
3、这时候就可以发送messagea和messageb两种类型的text数据
messagea msga = new messagea(...); messageb msgb = new messageb(...); session.getbasicremote.sendobject(msga); session.getbasicremote.sendobject(msgb);
注意：websocket会自动寻找使用哪种编码器，所以发送数据统一使用sendobject即可
decoder
实现decoder以将websocket消息转换为java对象
- decoder.text 用于文本消息
- decoder.binary 用于二进制消息
使用方法
与encoder类似
注意：与encoder不同，decoder最多可以指定一个binary和一个text类型的decoder，如果有两种以上的java类型作为文本消息进行发送和接收需要进行定义处理。可以使多个消息继承一个公共的消息父类
1、编写decoder类，对收到消息类型的不同进行不同的解码
public class messagetextdecoder implements decoder.text<message> {
@override
public void init(endpointconfig ec) { }
@override
public void destroy() { }
@override
public message decode(string string) throws decodeexception {
// read message...
if ( /* message is an a message */ )
return new messagea(...);
else if ( /* message is a b message */ )
return new messageb(...);
}
@override
public boolean willdecode(string string) {
// determine if the message can be converted into either a
// messagea object or a messageb object...
return candecode;
}
}
2、在端点类中添加decoders={messagedecoder.class}
@serverendpoint(
value = "/myendpoint",
encoders = { messageatextencoder.class, messagebtextencoder.class },
decoders = { messagetextdecoder.class }
)
public class encdecendpoint { ... }
3、在@onmessage方法中使用
@onmessage
public void message(session session, message msg) {
if (msg instanceof messagea) {
// we received a messagea object...
} else if (msg instanceof messageb) {
// we received a messageb object...
}
}
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