架构师讲解Java中websocket的应用

悠悠 2021-07-25 02:05 356阅读 0赞

> 这篇文章主要来介绍一下在java项目中，特别是java web项目中websocket的应用。

场景：我做了一个[商城系统][Link 1]，跟大多数[商城系统][Link 1]，分为客户端和后台，客户端供客户浏览，下单，购买，后台主要管理商品，处理订单，发货等。我现在要实现的功能是，当客户端有客户下单，并且支付完成以后，主动推送消息给后台，让后台的人知道，好去处理发货等事宜。

--------------------

首先，我们要知道[websocket][Link 1]  
是一个连接，这个连接是客户端（页面）与服务端之间的连接，所以我们要分两部分来完成这个连接，服务端代码和客户端代码。

**1.首先，在pom.xml引入如下jar包。**

<dependency>
                <groupId>org.java-websocket</groupId>
                <artifactId>Java-WebSocket</artifactId>
                <version>1.3.0</version>
            </dependency>

**2.然后我们要知道的是，websocket是客户端和服务端之间建立了一个连接，建立完连接以后，会生成一个websocket对象，我们可以用这个对象来执行发送，接收等操作。**

但是这只是一个存在于客户端与服务器之间的链接，换句话说，系统只能识别到这个websocket连接是对应于哪个页面（[浏览器][Link 1]  
），而这个页面在系统中是对应哪个用户（数据库中的用户，或者根本就没有对应任何用户，即未登录，只是一个游客），我们是无法从这个websocket对象中获取的。

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所以我们需要创建一个Map对象，用于将websocket对象和实际的user对象进行关联，这样为我们后续向特定的用户推送消息做铺垫。

为此，我们创建一个WsPool，即websocket连接池的类，该类用于管理现实中的用户和websocket对象之间的关联。代码如下。

package com.xdx.websocket;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.List;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    import org.java_websocket.WebSocket;
    
    public class WsPool {
        private static final Map<WebSocket, String> wsUserMap = new HashMap<WebSocket, String>();
    
        /**
         * 通过websocket连接获取其对应的用户
         * 
         * @param conn
         * @return
         */
        public static String getUserByWs(WebSocket conn) {
            return wsUserMap.get(conn);
        }
    
        /**
         * 根据userName获取WebSocket,这是一个list,此处取第一个
         * 因为有可能多个websocket对应一个userName（但一般是只有一个，因为在close方法中，我们将失效的websocket连接去除了）
         * 
         * @param user
         */
        public static WebSocket getWsByUser(String userName) {
            Set<WebSocket> keySet = wsUserMap.keySet();
            synchronized (keySet) {
                for (WebSocket conn : keySet) {
                    String cuser = wsUserMap.get(conn);
                    if (cuser.equals(userName)) {
                        return conn;
                    }
                }
            }
            return null;
        }
    
        /**
         * 向连接池中添加连接
         * 
         * @param inbound
         */
        public static void addUser(String userName, WebSocket conn) {
            wsUserMap.put(conn, userName); // 添加连接
        }
    
        /**
         * 获取所有连接池中的用户，因为set是不允许重复的，所以可以得到无重复的user数组
         * 
         * @return
         */
        public static Collection<String> getOnlineUser() {
            List<String> setUsers = new ArrayList<String>();
            Collection<String> setUser = wsUserMap.values();
            for (String u : setUser) {
                setUsers.add(u);
            }
            return setUsers;
        }
    
        /**
         * 移除连接池中的连接
         * 
         * @param inbound
         */
        public static boolean removeUser(WebSocket conn) {
            if (wsUserMap.containsKey(conn)) {
                wsUserMap.remove(conn); // 移除连接
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        }
    
        /**
         * 向特定的用户发送数据
         * 
         * @param user
         * @param message
         */
        public static void sendMessageToUser(WebSocket conn, String message) {
            if (null != conn && null != wsUserMap.get(conn)) {
                conn.send(message);
            }
        }
    
        /**
         * 向所有的用户发送消息
         * 
         * @param message
         */
        public static void sendMessageToAll(String message) {
            Set<WebSocket> keySet = wsUserMap.keySet();
            synchronized (keySet) {
                for (WebSocket conn : keySet) {
                    String user = wsUserMap.get(conn);
                    if (user != null) {
                        conn.send(message);
                    }
                }
            }
        }
    
    }

**3.接下来我们编写websocket的主程序类**

该类用于管理[websocket][Link 1]的生命周期。该类继承自WebSocketServer ，这是一个实现了runnable接口的类，他的构造函数需要传入一个端口，所以我们需要为websocket服务指定一个端口，该类有四个要重载的方法，[onOpen()][Link 1]方法在连接创建成功以后调用，onClose在连接关闭以后调用，[onError方法][Link 1]在连接发生错误的时候调用（一般连接出错以后触发了onError，也会紧接着触发onClose方法）。

onMessage方法在收到客户端发来消息的时候触发。我们可以在这个方法中处理客户端所传递过来的消息。

package com.xdx.websocket;
    
    import java.net.InetSocketAddress;
    
    import org.java_websocket.WebSocket;
    import org.java_websocket.handshake.ClientHandshake;
    import org.java_websocket.server.WebSocketServer;
    
    public class WsServer extends WebSocketServer {
        public WsServer(int port) {
            super(new InetSocketAddress(port));
        }
    
        public WsServer(InetSocketAddress address) {
            super(address);
        }
    
        @Override
        public void onOpen(WebSocket conn, ClientHandshake handshake) {
            // ws连接的时候触发的代码，onOpen中我们不做任何操作
    
        }
    
        @Override
        public void onClose(WebSocket conn, int code, String reason, boolean remote) {
            //断开连接时候触发代码
            userLeave(conn);        System.out.println(reason);
        }
    
        @Override
        public void onMessage(WebSocket conn, String message) {        System.out.println(message);
            if(null != message &&message.startsWith("online")){
                String userName=message.replaceFirst("online", message);//用户名
                userJoin(conn,userName);//用户加入
            }else if(null != message && message.startsWith("offline")){
                userLeave(conn);
            }
    
        }
    
        @Override
        public void onError(WebSocket conn, Exception ex) {
            //错误时候触发的代码
            System.out.println("on error");
            ex.printStackTrace();
        }
        /**
         * 去除掉失效的websocket链接
         * @param conn
         */
        private void userLeave(WebSocket conn){
            WsPool.removeUser(conn);
        }
        /**
         * 将websocket加入用户池
         * @param conn
         * @param userName
         */
        private void userJoin(WebSocket conn,String userName){
            WsPool.addUser(userName, conn);
        }
    
    }

上述onMessage()方法中，我们接收到客户端传过来的一个[message（消息）][Link 1]，而这个客户端对应的websocket连接也被当成一个参数一起传递过来，我们通过message中携带的信息来判定这条信息对应是什么操作，如果是以[online][Link 1]开头，则说明它是一条上线的是信息，我们就把该[websocket][Link 1]和其对应的userName存入ws连接池中，如果是以offline开头，则说明[websocket][Link 1]断开了，我们也没有必要维护这个websocket对应的map键值对，把它去除掉就好了。

**4.如何在服务端开启这个socket呢**

我们上面有说到[WsServer][Link 1]的父类[WebSocketServer ][Link 1]实现了一个[runnable][Link 1]方法，由此可见我们需要在一个线程中运行这个[WsServer][Link 1]，事实上，WebSocketServer 有个[start()][Link 1]方法，其源码如下。

public void start() {
            if( selectorthread != null )
                throw new IllegalStateException( getClass().getName() + " can only be started once." );
            new Thread( this ).start();;
        }

很显然，它开了一个线程。所以我们可以用下面这样的方法来开启一个[websocke][Link 1]t线程。[（该方法只是针对普通的java项目][Link 1]  
，如果是web项目需要在项目启动的时候运行[websocket][Link 1]线程，后面第7点会讲）

public static void main(String args[]){
            WebSocketImpl.DEBUG = false;
            int port = 8887; // 端口
            WsServer s = new WsServer(port);
            s.start();
        }

我们运行这个main方法，就开启了websocket的服务端。

到目前为止，我们还没有编写任何客户端的代码。我们如何测试已经开了websocket服务端呢？网上有一个免费的测试工具。测试地址如下：[http://www.blue-zero.com/WebSocket/][Link 1]

点击进去，写上我们的websocket服务地址。点击连接。如图所示。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
如果连接成功，他就会显示“连接已建立，正在等待数据……”

我们再文本框中输入onlinexdx，然后点回车试试。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
这就是模拟客户端向服务端发送onlinexdx请求，按前面的介绍，它会触发服务端的onMessage方法，我们看一下服务端控制台。除了我们希望看到的onlinexdx这个message,还有一些@heart,果然触发了这个方法。  
![在这里插入图片描述][20201211171848796.png]  
@heart是这个免费页面发送过来的心跳检测包，目的是让websocket一直处于连接状态。

**5.好了，接下来我们要来完成客户端部分的功能**。

我想要实现的是后台用户登录以后，进入到后台主页的时候，执行[websocket][Link 1]连接工作（就类似于上一步在免费页面点击连接按钮），然后向服务端发送[“online+userName”][Link 1]这条消息，用以触发服务端的[onMessage][Link 1]方法，就可以将该[userName][Link 1]加入到连接池了。我们将这些代码封装[js][Link 1]中。

页面的主要代码如下。首先是引入上述js.这个js必须放在页面最后，因为它需要加载完页面以获取body的attr。

<script src="./static/js/OtherJs/ws.js" type="text/javascript"></script>

其次是在页面的body处加入[userName][Link 1]和ws属性。作为参数传递到js里面。还需要加入语音附件。

上述js代码清楚地展示了websocket\](https://jq.qq.com/?\_wv=1027&k=0IsBuUb0)  
在页面端的生命周期，需要注意的是，我们在onopen()方法中，先是向服务端发送online+userName\](https://jq.qq.com/?\_wv=1027&k=0IsBuUb0)  
进行上线处理，紧接着开始调用心跳包，避免websocket\](https://jq.qq.com/?\_wv=1027&k=0IsBuUb0)  
长时间闲置而失效。

[onmessage][Link 1]方法中，我们处理收到服务端推送过来的消息，然后以语音和弹出窗的形式提醒客户端。

当然，我们在服务端可以通过封装[message][Link 1]这个参数，把它变成一个json对象，给这个[json][Link 1]对象一个[msgType][Link 1]属性，这样就可以根据[msgType][Link 1]的不同来执行不同的前端代码，比如[msgType=newOrder][Link 1]表示有新的订单，就行新订单到来的代码，[msgType=newUser][Link 1]表示有新的用户注册，就执行新用户注册的代码。

这边我没做区分，因为我在服务端只发送用户购买订单的消息，所以所有的消息，我都执行[showNotice][Link 1](“新订单”, “您有新的逸品订单，请及时处理！”)这个方法。

**6.最后一步，我们来编写从服务端向客户端发送消息的方法。**

一旦有订单到来，我们就向所有的后台用户发送消息。我们可以模拟一下这个动作，写一个[controller][Link 1]方法，调用[WsPool][Link 1]的[sendMessageToAll][Link 1]方法。

@ResponseBody
        @RequestMapping("sendWs")
        public String sendWs(String message) {
            WsPool.sendMessageToAll(message);
            return message;
        }

**7.对了，如果是web项目**，

我们还需要在项目启动的时候开启websocket服务端线程，可以把启动的动作放在一个filter中，然后在web.xml里面配置这个filter，使它在项目启动时候运行。

package com.xdx.filter;
    
    import java.io.IOException;
    
    import javax.servlet.Filter;
    import javax.servlet.FilterChain;
    import javax.servlet.FilterConfig;
    import javax.servlet.ServletException;
    import javax.servlet.ServletRequest;
    import javax.servlet.ServletResponse;
    
    import org.java_websocket.WebSocketImpl;
    
    import com.xdx.websocket.WsServer;
    
    
    public class StartFilter implements Filter {
    
        public void destroy() {
    
        }
    
        public void doFilter(ServletRequest arg0, ServletResponse arg1,
                FilterChain arg2) throws IOException, ServletException {
    
        }
    
        public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {
            this.startWebsocketInstantMsg();
        }
    
        /**
         * 启动即时聊天服务
         */
        public void startWebsocketInstantMsg() {
            WebSocketImpl.DEBUG = false;
            WsServer s;
            s = new WsServer(8887);
            s.start();
        }
    }

在web.xml配置。

<filter>
            <filter-name>startFilter</filter-name>
            <filter-class>com.xdx.filter.StartFilter</filter-class>
        </filter>

至此，我们完成了所有的代码。

**8.测试，先运行起项目。然后登陆以后，进入后台主页，可以看到，已经连接成功了。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
然后我们从服务端向后台发送一条消息，执行sendWs这个方法。在浏览器输入http://192.168.1.185:8080/warrior/sendWs?message=xxx

![在这里插入图片描述][20201211172159881.png]  
会播放语音，并且弹出提示。证明成功了。

上述只是websocket的一个简单的应用，在此基础上，我们还可以做很多扩展的工作，比如做聊天室，股票实时价格显示等，只要掌握了原理就好做了。[项目地址][Link 1]

![点击链接加入群聊【Java交流圈】][Java]

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756584822**][Link 1]

[Link 1]: https://jq.qq.com/?_wv=1027&k=0IsBuUb0
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210724/21f3b1596b0d4188a148d4334270e51d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20210724/d4b2cefdb5c54ca5bdcbbf30fc832fb0.png
[20201211171848796.png]: /images/20210724/650ce716ad1b4536aefbf3cd46c9fb0e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dqMTMxNDI1MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20210724/b92d870d7e6644cba8f12293520ead84.png
[20201211172159881.png]: /images/20210724/39e6626c565b499f9c0bad6e2444081d.png
[Java]: /images/20210724/3a922cb2b0cf411b94fcf041566e3629.png