「詳解」WebSocket相關知識整理

前言

記得大概半年前就產生了疑惑，即後台如何主動向前端推送數據。問了下專業老師，知道了原來有一個叫WebSocket的技術可以用於推送數據。於是，當時我就找了個教程，用的是Spring WebSocket。照著敲了一遍，也就搭起來了，依葫蘆畫瓢而已。當時有其他東西要學，也沒有相關的需求，就沒再接觸過。前陣子剛好要用這個框架，但是API早忘了，就又搜了一遍，發現網上各種各樣的案例都有，API都不一樣。以下是我這階段對各種與WebSocket掛鉤的知識點的梳理。

數據推送的應用場景

數據推送的應用場景很多，如發送公告，郵件提示啊等等。那麼問題是如何推送，換句話說，前端如何獲得最新的數據？

推和拉

假如後台更新了一些數據，如添加了一個公告，想要讓所有瀏覽主頁的人都看到。那麼我要做的，就是把伺服器的數據推送給瀏覽器。我們知道，雙方通信必須建立連接。但是問題就來了，HTTP連接的發起方只能是瀏覽器，而且請求一旦結束，連接就斷了。去哪裡找連接呢？所以，單純依賴HTTP來推數據是行不通的。那既然推不動，我客戶端主動去拉不就行了。

拉當然是可以的，一種解決方法就是輪詢，即每隔一段時間用Ajax請求一遍。這樣確實可以達到目的。但是存在兩個問題，一個是開銷問題，如果你輪詢了一個上午，都沒有最新消息，那你這一上午發出的請求都是無效請求，都是相當於在騷擾伺服器。你可能也意識到了前一個問題，決定把時間間隔設大，來減少請求數。但是這樣就可能影響實時性了，也就是說如果在本次無效請求後，數據剛好更新，那麼你必須等待一個時間周期結束後，才能獲取到最新值。

WebSocket技術

WebSocket就是用來解決前面的連接問題的。使用WebSocket時，連接的發起方同樣是瀏覽器，但是不同的是，除非一方主動觸發，否則連接一旦建立就不會斷開。另外需要注意的是，建立連接，即握手過程，用的還是HTTP協議，這個過程如果順利的話，就會將HTTP協議升級到WebSocket協議。

WebSocket協議相對於HTTP有何優點?

除了讓後台可以主動推數據外，WebSocket還具有以下優點：

• 連接狀態可保持，因為是長連接，就不需要像HTTP那樣每次都帶Cookie這樣。
• 更少的控制信息，單純的WebSocket不需要HTTP那麼多的頭信息，輕量級。
• 支持擴展，可以擴展協議，如STOMP

後備選項 PLAN B

誒，有沒有注意到，我前面說的是"如果順利"，難道HTTP升級到Websocket還會失敗嗎？答案是會。為什麼，因為不是所有瀏覽器都支持WebSocket協議的。那這問題不就出現了嗎，我當初是這麼想的，你們下個新的瀏覽器會死啊?！

後來，我冷靜思考了一下，我這樣想是不對的。因為如果是一個對外網站，一個遊客因為瀏覽器不支持，而不能得到良好的響應效果，你覺得他還會耐心地裝新瀏覽器，再次訪問嗎？所以，我們必須有後備選項實現推送功能。其實，所謂的後備選項就是輪詢。那這時候我們要做的就是前端的工作了，即判斷瀏覽器是否支持，如果支持就用WebSocket，如果不能就用Ajax輪詢。但是這樣其實工作量挺大的，特別是瀏覽器還要跟服務端交互，而不僅僅是接收數據的時候。

好在，有一個包含WebSocket和長輪詢的框架，SockJS。使用它的時候，如果瀏覽器支持就用WebSocket傳輸，如果不支持就用輪詢。判斷和切換對我們來說是透明的，我們使用它的方法，跟使用WebSocket的API差不多。Spring WebSocket就支持SockJS，服務端配置也方便，綁定連接點的時候加上.withSockJS()即可。

WebSocket的API

服務端發布一個WebSocket連接點的過程：

1.創建連接點類

2.實現該連接點的各個生命周期的方法，如連接建立成功，來消息，連接斷開這些回調函數

3.在連接點類中添加業務邏輯，這主要看你的應用需求了

4.發布連接點，其實就是綁定這個連接點類到一個URL，當客戶端嘗試連接這個URL後，所有的操作由這個類實例完成

JavaEE WebSocket API

JavaEE有相關的API規範，JSR 356。Tomcat實現了這套規範。

需要的包：如果是Spring Boot項目，你勾選了Web選項。那你就有了內置Tomcat，也就直接能用WebSocket了。註：不需要引入Spring-WebSocket。

API使用方式：這個API的使用方式是，創建一個連接點類，標註上@ServerEndPoint("指定的URL")註解，然後在類內部，使用@OnOpen, @OnMessage，@OnClose等註解標識對應的生命周期回調方法。

Spring WebSocket API

Spring WebSocket 在原生基礎上，做了些補充，有自己的使用方法。

需要的包：如果是Spring Boot項目要使用Spring的WebSocket，就要勾選WebSocket選項，它就會引入相關的整合包。

API使用方式：註：這裡只講純WebSocket的使用，不講擴展內容。Spring把連接點的處理類叫作Handler，創建Handler的方式可以是實現WebSocketHandler介面，或繼承已有類TextWebSocketHandler等，你需要根據需要覆蓋已有的回調方法。然後在實現了WebSocketConfigurer介面的配置類中，綁定URL。這裡需要使用@EnableWebSocket註解開啟WebSocket支持。

與原生API的對比：我覺得同樣是使用純WebSocketAPI，Spring因為用的是實現介面的形式，所以它各個回調方法的參數都更明確。而且一看介面就很清楚有哪些回調方法。而如果使用@OnOpen，@OnMessage等註解，你根本不清楚註解的方法，支持哪些參數，參數到底是什麼類型的。這些你看註解代碼都看不出來，需要看官方的說明才清楚。

擴展內容：Spring除了讓你能使用純WebSocket外，還支持其他擴展。如支持SockJS使得瀏覽器.都能接受推送數據，支持WebSocket擴展協議STOMP，使得能夠像消息機制那樣使用WebSocket。

使用程度：Spring WebSocket支持擴展，你可以自己決定用到什麼程度。

1.純WebSocket，部分瀏覽器不支持。如果你確定用戶使用的瀏覽器都沒問題，用到這層就夠了。

2.支持SockJS（WebSocket + 長輪詢），服務端改動的話，只需要加withSockJS即可。所有瀏覽器都支持

3.純WebSocket/SockJS + STOMP。這種時候是隊列使用的是In-Memory的MQ。消息機制，可發布訂閱，實現廣播。

4.純WebSocket/SockJS + STOMP + ActiveMQ/RabbitMQ。引入第三方消息隊列。這時候消息就能持久化，防止因伺服器宕機，導致消息丟失。

注意：使用STOMP，並不一定要配合SockJS。

Socket.IO

Socket.IO是單獨的一套WebSocketAPI。它使用的Engine.IO引擎也能夠切換傳輸方式，即所有瀏覽器都支持，相當於SockJS吧。它的分組機制，使得它也能夠廣播消息，暫時不知道是否支持STOMP擴展。它官方提供的服務端實現是Node版，客戶端支持多種語言。Java如果要使用它的服務端的話，可以使用一個開源的用Netty實現的框架netty-socketio。

目前就Spring-WebSocket與Socket.IO的性能優劣還不甚了解。

作者：貓毛·波拿巴

原文：https://www.cnblogs.com/longfurcat/p/10201026.html

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