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Websocket
一、为什么需要 WebSocket？
在传统的 Web 开发中，客户端与服务器之间主要通过 HTTP 协议进行通信。HTTP 是一种请求—响应模型，通信只能由客户端发起，服务器被动响应，这在以下场景中存在明显不足：
- 实时聊天
- 消息通知
- 在线协作
- 实时数据推送（如订单状态、弹幕）
为了解决“服务器无法主动推送数据”的问题，WebSocket 协议应运而生。
二、什么是 WebSocket？
WebSocket 是 HTML5 提出的一种全双工通信协议，它在客户端和服务器之间建立一条持久连接，连接建立后，双方可以随时相互发送数据。
WebSocket 的特点
- 全双工通信：客户端和服务器可以同时发送消息
- 长连接：一次握手，持续通信
- 低延迟：适合实时应用
- 节省资源：避免频繁创建 HTTP 连接
三、WebSocket 与 HTTP 的对比
| 对比项 | HTTP | WebSocket |
|---|---|---|
| 连接方式 | 短连接 | 长连接 |
| 通信方向 | 单向 | 双向 |
| 实时性 | 较差 | 很强 |
| 适用场景 | 普通网页 | 实时通信 |
四、Java 中的 WebSocket 实现思路
Java 提供了标准的 JSR-356（Java WebSocket API），可以通过注解方式快速开发 WebSocket 应用，常见运行环境有：
- Tomcat
- Spring Boot（内置 Tomcat）
下面演示一个最简单的 Java WebSocket 服务端实现。
1、项目结构概览
在本示例中，我们使用 Spring Boot 构建后端，并使用 HTML + JavaScript 实现前端 WebSocket 客户端。服务端通过 WebSocket 向客户端发送实时消息，客户端则可以发送消息到服务器。系统还支持服务端定时向客户端推送消息。
项目结构如下：
- src - main - java - com.websocket - WebSocketServer.java // WebSocket 服务器端 - WebSocketTask.java // 定时任务，向客户端发送消息 - WebSocketConfiguration.java // WebSocket 配置 - resources - application.properties // Spring Boot 配置文件 - webapp - index.html // WebSocket 客户端2、后端代码实现
1. WebSocketServer.java
首先，我们需要创建一个 WebSocketServer 类，处理 WebSocket 的连接、消息接收与群发。
package com.websocket;
import javax.websocket.*;import javax.websocket.server.ServerEndpoint;import java.io.IOException;import java.util.Collection;import java.util.HashMap;import java.util.Map;
@ServerEndpoint("/ws/{sid}")public class WebSocketServer {
// 存放会话对象 private static Map<String, Session> sessionMap = new HashMap<>();
// 连接建立时调用的方法 @OnOpen public void onOpen(Session session, @PathParam("sid") String sid) { System.out.println("客户端：" + sid + "建立连接"); sessionMap.put(sid, session); }
// 收到客户端消息后调用的方法 @OnMessage public void onMessage(String message, @PathParam("sid") String sid) { System.out.println("收到来自客户端：" + sid + "的信息:" + message); }
// 连接关闭时调用的方法 @OnClose public void onClose(@PathParam("sid") String sid) { System.out.println("连接断开:" + sid); sessionMap.remove(sid); }
// 群发消息 public void sendToAllClient(String message) { Collection<Session> sessions = sessionMap.values(); for (Session session : sessions) { try { session.getBasicRemote().sendText(message); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }}代码说明：
@ServerEndpoint("/ws/{sid}")：@ServerEndpoint注解标记这是 WebSocket 服务器端，{sid}是客户端的唯一标识符。sessionMap用于存储所有连接的客户端会话（Session）。@OnOpen、@OnMessage和@OnClose用于处理 WebSocket 连接的建立、消息接收与连接关闭。sendToAllClient方法用于向所有连接的客户端群发消息。
2. WebSocketTask.java
为了模拟服务端定时向客户端推送消息，我们使用 Spring 的 @Scheduled 注解创建一个定时任务，周期性地向客户端发送消息。
package com.task;
import com.websocket.WebSocketServer;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;import org.springframework.stereotype.Component;import java.time.LocalDateTime;import java.time.format.DateTimeFormatter;
@Componentpublic class WebSocketTask {
@Autowired private WebSocketServer webSocketServer;
// 每隔5秒向客户端发送消息 @Scheduled(cron = "0/5 * * * * ?") public void sendMessageToClient() { String message = "这是来自服务端的消息：" + DateTimeFormatter.ofPattern("HH:mm:ss").format(LocalDateTime.now()); webSocketServer.sendToAllClient(message); }}代码说明：
- 使用
@Scheduled注解设定定时任务，每隔 5 秒向客户端发送一条带时间戳的消息。
3. WebSocketConfiguration.java
为了启用 WebSocket，我们需要配置一个 ServerEndpointExporter，它会自动扫描所有的 @ServerEndpoint 注解并注册 WebSocket 端点。
package com.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;
@Configurationpublic class WebSocketConfiguration {
@Bean public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() { return new ServerEndpointExporter(); }}代码说明：
ServerEndpointExporter是 Spring Boot 提供的自动配置类，负责 WebSocket 端点的注册。
3、前端代码实现
1. HTML + JavaScript 客户端
接下来是前端部分，使用 WebSocket 客户端连接服务端，并实现消息发送与接收。
<!DOCTYPE HTML><html><head> <meta charset="UTF-8"> <title>WebSocket Demo</title></head><body> <input id="text" type="text" /> <button onclick="send()">发送消息</button> <button onclick="closeWebSocket()">关闭连接</button> <div id="message"> </div></body><script type="text/javascript"> var websocket = null; var clientId = Math.random().toString(36).substr(2); // 生成唯一客户端ID
// 判断当前浏览器是否支持WebSocket if('WebSocket' in window){ // 连接WebSocket服务器 websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/ws/" + clientId); } else { alert('Not support websocket'); }
// 连接发生错误的回调方法 websocket.onerror = function(){ setMessageInnerHTML("error"); };
// 连接成功建立的回调方法 websocket.onopen = function(){ setMessageInnerHTML("连接成功"); }
// 接收到消息的回调方法 websocket.onmessage = function(event){ setMessageInnerHTML(event.data); }
// 连接关闭的回调方法 websocket.onclose = function(){ setMessageInnerHTML("close"); }
// 监听窗口关闭事件，当窗口关闭时，主动去关闭websocket连接 window.onbeforeunload = function(){ websocket.close(); }
// 将消息显示在网页上 function setMessageInnerHTML(innerHTML){ document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>'; }
// 发送消息 function send(){ var message = document.getElementById('text').value; websocket.send(message); }
// 关闭连接 function closeWebSocket() { websocket.close(); }</script></html>代码说明：
WebSocket对象连接到后端 WebSocket 服务器。onopen、onmessage、onclose等回调函数分别处理连接成功、消息接收和连接关闭。- 提供了 发送消息 和 关闭连接 的按钮。
- 消息会实时显示在页面上。
五、运行项目
- 启动 Spring Boot 项目。
- 打开浏览器，访问前端 HTML 页面，输入消息并点击 “发送消息” 按钮。
- 后端每 5 秒向所有连接的客户端发送消息，客户端实时接收到这些消息。
六、总结
本文展示了如何使用 Spring Boot 和 WebSocket 实现一个简单的实时消息系统。后端使用 @ServerEndpoint 注解提供 WebSocket 服务，前端通过 JavaScript 实现与服务端的实时通信。此外，还通过定时任务向客户端推送消息，增强了实时交互性。
WebSocket 作为一种高效的实时通信协议，在许多实时应用中具有广泛的应用前景。
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