为什么要用WebSocket？

我们往往需要一些这样的场景，服务器给客户端推送消息，如淘宝推送消息，网上聊天等，这些场景下客户端没有主动向服务器发请求，而是由服务器主动的向客户端发送消息，但是之前用的HTTP协议是一次请求一次响应

那该如何实现服务器主动的向客户端推送消息呢？

如果继续使用HTTP协议，可以基于轮询的方式实现，也就是客户端每隔一段时间给服务器发请求，看看有没有要发送给我的消息，如果有就获取到消息，如果没有就等待

上述轮询存在一定问题：

消耗更多的系统资源，客户端要频繁的向服务器发请求，而这些请求大多数是没有响应的
获取消息不够及时，只有轮询的时候（下次请求的周期）才能够获取到消息

如果提高轮询频率，则将消耗更多的系统资源，如果降低轮询频率，那获取消息就不够及时

此时可以使用WebSocket协议，WebSocket协议也是应用层协议，传输层也是基于TCP协议的，该协议可以实现服务器主动向客户端推送消息的功能

WebSocket的握手阶段

先了解一下报文格式中的几个重要信息：

FIN：表示是否关闭websocket
opcode操作码：描述了当前的websocket数据帧是起到了啥作用（0x1表示文本数据，0x2表示二进制数据）
MASK：是否开启掩码操作，掩码操作是为了避免缓冲区溢出
payload length：载荷的长度
payload data：载荷真正携带的数据

WebSocket协议的握手过程

在这里插入图片描述

总结如下：

客户端向服务端发一个申请建立websocket连接的HTTP请求，该请求是基于HTTP协议的，这个HTTP请求的请求头包含了重要的Header头，如Connection: upgrade，Upgrade: websocket，标识要进行协议升级，并升级的协议类型为websocket
服务端收到该请求后，返回一个HTTP响应，响应状态码为101表示协议切换，并且响应也会包含重要的Header头Connection: upgrade，Upgrade: websocket
客户端与服务端建立好全双工的websocket长连接，后续传输都是基于WebSocket协议

Spring Boot中使用WebSocket

添加WebSocket依赖

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

服务器代码编写

主要的步骤分为以下两步：

创建一个类作为WebSocketHandler（处理WebSocket中各个通信流程）
把上述类注册到Spring中，配置路由（关联上哪个路径对应上述的handler）

创建一个类继承TextWebSocketHandler，并添加类注解@Component将该类注册到Spring中，并重写：

afterConnectionEstablished：该方法会在websocket连接成功后被调用
handleTextMessage：该方法是在websocket收到消息的时候自动调用
handleTransportError：该方法是在websocket连接出现异常的时候自动调用的
afterConnectionClosed：该方法是在websocket连接关闭后自动调用的

@Component
public class WebSocketAPI extends TextWebSocketHandler {@Override //该方法会在websocket连接成功后被调用public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {//WebSocketSession是websocket连接对应的会话System.out.println("建立连接了");}@Override //该方法是在websocket收到消息的时候自动调用protected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {//message 为收到的消息System.out.println("发送消息："+message.toString());//session是个会话，里面记录了通信双方,通过session对象调用send方法实现服务器推送消息session.sendMessage(message);message.getPayload(); //获取的message字符串}@Override //该方法是在websocket连接出现异常的时候自动调用的public void handleTransportError(WebSocketSession session, Throwable exception) throws Exception {//exception记录了异常信息System.out.println("连接出现异常了");}@Override //该方法是在websocket连接关闭后自动调用的public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {//status 为关闭的状态System.out.println("连接关闭了");}
}

创建另一个类实现WebSocketConfigurer接口，在类上添加@Configuration，@EnableWebSocket，并重写registerWebSocketHandlers方法

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {@Autowiredprivate WebSocketAPI webSocketAPI;@Override //通过该方法，把创建好的Handler类注册到具体的路径上public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {//当浏览器，websocket的请求路径是/test的时候，就会调用到webSocketTest中的方法registry.addHandler(webSocketAPI,"/websocketMessage");}
}

每个和服务端建立websocket连接的客户端，都会在服务器这边有与之对应的WebSocketSession对象，服务器要想给谁发消息，就必须使用谁的WebSocketSession对象调用sendMessage方法发送消息，服务器向客户端推送消息使用session.sendMessage(String message)发送消息，session为每个服务器与客户端建立的websocket会话WebSocketSession

WebSocketSession如何获取用户信息？

我们通常需要获取websocket保存的用户会话的用户信息，那如何获取到连接用户的用户信息呢？

通过注册特定的HttpSession拦截器，就可以把用户给HttpSession中添加的Attribute键值对，往WebSocketSession中也添加一份

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {@Autowiredprivate WebSocketAPI webSocketAPI;@Overridepublic void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {registry.addHandler(webSocketAPI,"/websocketMessage").// 通过注册特定的HttpSession拦截器，就可以把// 用户给HttpSession中添加的Attribute键值对，往WebSocketSession中也添加一份addInterceptors(new HttpSessionHandshakeInterceptor());}
}

添加完后，可以使用WebSocketSession对象调用getAttributes().get("user")方法获取用户在HttpSession中保存的用户信息

    @Overridepublic void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {User user = (User)session.getAttributes().get("user");System.out.println("建立连接");}

创建管理类管理用户与会话

可以使用HashMap来维护用户与WebSocketSession的关系，key为用户id，value为WebSocketSession对象，只是此时使用线程安全的集合类ConcurrentHashMap

@Component
public class WebSocketSessionManage {private ConcurrentHashMap<Integer, WebSocketSession> websocketSessions = new ConcurrentHashMap<>();//用户连接，添加连接关系public void addWebSocketSession(Integer userId,WebSocketSession webSocketSession){//用户已经上线，防止多开if(websocketSessions.containsKey(userId)){return;}websocketSessions.put(userId,webSocketSession);}//用户掉线，删除连接关系public void delWebSocketSession(Integer userId,WebSocketSession webSocketSession){WebSocketSession get = websocketSessions.get(userId);//只有关系中存在自己的连接信息，才删除if(get == webSocketSession){websocketSessions.remove(userId);}}//根据用户id获取WebSocketSessionpublic WebSocketSession getWebSocketSession(Integer userId){return websocketSessions.get(userId);}
}

客户端代码

客户端使用WebSocket的实例调用send方法即可向服务器发送消息，发送的消息一般为json字符串，所以我们可以使用websocket.send(JSON.stringfy(js))将js对象序列换为json字符串发送

<script>//websocket传输消息//创建websocket实例let websocket = new WebSocket("ws://" + location.host + "/websocketMessage");//绑定一些函数websocket.onopen = function(){console.log('建立连接')}websocket.onmessage = function(e){//e.data为收到服务端推送的消息//e.data为一个json字符串，可以使用JSON.prase(e.data)转换为js对象let resp = JSON.prase(e.data);console.log('收到消息：'+resp)}websocket.onerror = function(){console.log('出现异常')}websocket.onclose = function(){console.log('关闭连接')}//使用websocket实例调用send方法即可向服务器发送消息//注意：参数为字符串，不能为js对象//要发送json格式的数据，将json对象序列化为字符串，JSON.stringfy(json)websocket.send("hehe");
</script>