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WebSocket
本文部分引用
参考： 以下两位大佬
**b战i t老齐 （架构大师）
https://blog.csdn.net/sanmi82... 讲的很详细**
简介
WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket通信协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455，并由RFC7936补充规范。WebSocket API也被W3C定为标准。
WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。
WebSocket通常是基于http1.1来实现的
ws://localhost:port/path
http://localhost/path
原理
WebSocket 基于HTTP 协议使用tcp进行一次握手 ，握手成功后，使用101状态协议升级，数据就直接从 TCP 通道传输，
WebSocket中采用了101状态码，进行协议切换
HTTP 101 Switching Protocol（协议切换）状态码表示服务器应客户端升级协议的请求对协议进行切换。
传统的实现通信
很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是轮询。轮询是在特定的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP请求，然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点，即浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP请求可能包含较长的头部，其中真正有效的数据可能只是很小的一部分，显然这样会浪费很多的带宽等资源。
而比较新的技术去做轮询的效果是Comet。这种技术虽然可以双向通信，但依然需要反复发出请求。而且在Comet中，普遍采用的长链接，也会消耗服务器资源。
Websocket全双工通信
Websocket是一个应用层协议，它必须依赖 HTTP 协议进行一次握手 ，握手成功后，数据就直接从 TCP 通道传输，与 HTTP 无关了。即：websocket分为握手和数据传输阶段，即进行了HTTP握手 + 双工的TCP连接。既然是基于浏览器端的web技术，那么它的通信肯定少不了http,websocket本身虽然也是一种新的应用层协议，但是它也不能够脱离http而单独存在。具体来讲，我们在客户端构建一个websocket实例，并且为它绑定一个需要连接到的服务器地址，当客户端连接服务端的时候，会向服务端发送一个类似下面的http报文
ws组成
这是下方代码中的实际请求，其中的
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
这个是WebSocket的核心，告诉服务器，客户端发起的是WebSocket类型请求。
Sec-WebSocket-Key是WebSocket客户端发送的一个 base64编码的密文，浏览器随机生成，要求服务端必须返回一个对应加密的Sec-WebSocket-Accept应答，否则客户端会抛出Error during WebSocket handshake错误，并关闭连接。
Sec-WebSocket-Version 是告诉服务器所使用的 Websocket 协议版本
GET ws://localhost:8080/p2p?name=miiYe HTTP/1.1
Host: localhost:8080
Upgrade: websocket
Origin: http://localhost:8080
Sec-WebSocket-Version: 13
Cookie: XXL_JOB_LOGIN_IDENTITY=7b226964223a312c22757365726e616d65223a2261646d696e222c2270617373776f7264223a226531306164633339343962613539616262653536653035376632306638383365222c22726f6c65223a312c227065726d697373696f6e223a6e756c6c7d
Sec-WebSocket-Key: 4ijsZfPDtoTJ2AJPEHuAqg==
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits
下面代码实例
浏览器兼容性
特点
较少的控制开销。在连接创建后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小。在不包含扩展的情况下，对于服务器到客户端的内容，此头部大小只有2至10字节（和数据包长度有关）；对于客户端到服务器的内容，此头部还需要加上额外的4字节的掩码。相对于HTTP请求每次都要携带完整的头部，此项开销显著减少了。
更强的实时性。由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。相对于HTTP请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少；即使是和Comet等类似的长轮询比较，其也能在短时间内更多次地传递数据。
保持连接状态。与HTTP不同的是，Websocket需要先创建连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息。而HTTP请求可能需要在每个请求都携带状态信息（如身份认证等）。
更好的二进制支持。Websocket定义了二进制帧，相对HTTP，可以更轻松地处理二进制内容。
可以支持扩展。Websocket定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。如部分浏览器支持压缩等。
更好的压缩效果。相对于HTTP压缩，Websocket在适当的扩展支持下，可以沿用之前内容的上下文，在传递类似的数据时，可以显著地提高压缩率。
http中的长链接
原文：https://blog.csdn.net/weixin_...
HTTP/1.1默认是支持长连接的，有没有这个请求头都行。
当然了，协议是这样规定的，至于支不支持还得看服务器（比如tomcat）和客户端（比如浏览器）的具体实现。在实践过程中发现谷歌浏览器使用HTTP/1.1协议时请求头中总会带上Connection: keep-alive，另外通过。如果HTTP/1.1版本的http请求报文不希望使用长连接，则要在请求头中加上Connection: closed，接收到这个请求头的对端服务就会主动关闭连接。
http长连接也不会一直保持，一般服务端都会设置keep-alive超时时间。超过指定的时间间隔，服务端就会主动关闭连接。同时服务端还会设置一个参数叫最大请求数，比如当最大请求数是300时，只要请求次数超过300次，即使还没到超时时间，服务端也会主动关闭连接。
持久连接的特点是，只要任意一端没有明确提出断开连接，则保持TCP连接状态。
websocketApi
WebSocket()
WebSocket()**构造函器会返回一个 WebSocket 对象。语法
var aWebSocket = new WebSocket(url [, protocols]);
// 要连接的 URL；这应该是 WebSocket 服务器将响应的 URL。
protocols 可选
// 一个协议字符串或者一个包含协议字符串的数组。这些字符串用于指定子协议，这样单个服务器可以实现多个 WebSocket 子协议（例如，您可能希望一台服务器能够根据指定的协议（protocol）处理不同类型的交互）。如果不指定协议字符串，则假定为空字符串。
websocket的一些属性
WebSocket.binaryType 使用二进制的数据类型连接。
WebSocket.bufferedAmount 只读 未发送至服务器的字节数。
WebSocket.extensions 只读服务器选择的扩展。
WebSocket.onclose 用于指定连接关闭后的回调函数。
WebSocket.onerror用于指定连接失败后的回调函数。
WebSocket.onmessage 用于指定当从服务器接受到信息时的回调函数。
WebSocket.onopen 用于指定连接成功后的回调函数。
WebSocket.protocol 只读 服务器选择的下属协议。
WebSocket.readyState 只读 当前的链接状态。
WebSocket.url 只读 WebSocket 的绝对路径。
官方文档的事例
// Create WebSocket connection.
const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080');
// Connection opened
socket.addEventListener('open', function (event) {
socket.send('Hello Server!');
});
// Listen for messages
socket.addEventListener('message', function (event) {
console.log('Message from server ', event.data);
});客户端
function connect() {
if ("WebSocket" in window) {
websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/p2p?name=" + name);
websocket.onopen = function (event) {
setMessageHtml("onopen");
}
websocket.onclose = function (event) {
setMessageHtml("onclose");
}
websocket.onmessage = function (event) {
setMessageHtml(event.data);
}
} else {
alert("not find socket")
}
}通过查看WebSocket的原理，与HTTP对比，得出结论：
HTTP长连接中，每次数据交换除了真正的数据部分外，服务器和客户端还要大量交换HTTP
header，信息交换效率很低。Websocket协议通过第一个请求建立了TCP连接之后，之后交换的数据都不需要发送 HTTP
header就能交换数据，这显然和原有的HTTP协议有区别，所以它需要对服务器和客户端都进行升级才能实现（主流浏览器都已支持HTML5）。
此外还有 multiplexing、不同的URL可以复用同一个WebSocket连接等功能。这些都是HTTP长连接不能做到的。
基于以上分析，我们可以看到，websocket能够提供低延迟，高性能的客户端与服务端的双向数据通信。它颠覆了之前web开发的请求处理响应模式，并且提供了一种真正意义上的客户端请求，服务器推送数据的模式，特别适合实时数据交互应用开发。
附录（代码）
仓库地址：https://gitee.com/baichen9187...
附上前端代码
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>test</title>
</head>
<body>
<div>
选择发送的对象
<select name="accepter" id="accepter" onchange="accepterChange(this.value)">
<option value ='all'>全部</option>
</select>
</div>
<div>
<input id="text" type="text">
<button onclick="send()"> 发送</button>
<button onclick="closeWebSocket()"> 断开</button>
<div id="message"></div>
</div>
<script type="text/javascript">
var websocket = null;
var accepter = "";
var name = randomString(5)
var init = function () {
connect();
select();
accepterChange("all");
}();
function connect() {
if ("WebSocket" in window) {
websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/p2p?name=" + name);
websocket.onopen = function (event) {
setMessageHtml("onopen");
}
websocket.onclose = function (event) {
setMessageHtml("onclose");
}
websocket.onmessage = function (event) {
setMessageHtml(event.data);
}
} else {
alert("not find socket")
}
}
function accepterRegistered() {
let xmlHttp = new XMLHttpRequest;
xmlHttp.open('GET', 'http://localhost:8080/accepter?initiator=' + name + "&" + "accepter=" + accepter);
xmlHttp.setRequestHeader('content-type', 'application/json');
xmlHttp.send();
}
function setMessageHtml(innerHTML) {
document.getElementById("message").innerHTML += innerHTML + "<br/>";
}
function setSelectHtml(list) {
for (let i in list) {
if (name != list[i]) {
document.getElementById("accepter").innerHTML += '<option value =' + list[i] + '>' + list[i] + '</option>';
}
}
}
function closeWebSocket() {
websocket.close();
select()
}
function send() {
let data = document.getElementById("text").value;
websocket.send(data);
document.getElementById("text").value = "";
}
function randomString(len) {
len = len || 32;
let $chars = 'ABCDEFGHJKMNPQRSTWXYZabcdefhijkmnprstwxyz2345678';
let maxPos = $chars.length;
let pwd = '';
for (i = 0; i < len; i++) {
pwd += $chars.charAt(Math.floor(Math.random() * maxPos));
}
return pwd;
}
function accepterChange(data) {
accepter = data;
accepterRegistered();
}
function select() {
let xmlHttp = new XMLHttpRequest;
xmlHttp.open('GET', 'http://localhost:8080/list');
xmlHttp.setRequestHeader('content-type', 'application/json');
xmlHttp.send();
xmlHttp.onreadystatechange = function () {
if (xmlHttp.readyState == 4 && xmlHttp.status == 200) {
let json = xmlHttp.responseText;//获取到json字符串，还需解析
let list = JSON.parse(json);
accepter = list.length > 0 ? list[0] : "";
setSelectHtml(list);
}
};
}
</script>
</body>
</html>后端代码
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>package com.items.websocket;
import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Component;
import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
import java.io.IOException;
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
@Component
@Slf4j
@ServerEndpoint(value = "/p2p")
public class P2pWebsocket {
private final static Map<String, SessionConnect> sessionConnectMap = new HashMap<>(10);
private final static String[] sessions = new String[10];
@Data
static class SessionConnect{
Session session;
/**
* 发起人
*/
String initiator;
/**
* 承诺人
*/
String accepter;
}
/**
* 一对一连接
*
* @param session 会话
*/
@OnOpen
public void onOpen(Session session){
Map<String,String> map = parameter(session.getQueryString());
String initiator = map.get("name");
sessions[Integer.parseInt(session.getId())] = initiator;
if (!sessionConnectMap.containsKey(initiator)){
SessionConnect sessionConnect = new SessionConnect();
sessionConnect.setInitiator(initiator);
sessions[Integer.parseInt(session.getId())] = map.get("name");
sessionConnectMap.put(initiator,sessionConnect);
}
sessionConnectMap.get(initiator).setSession(session);
}
@OnClose
public void onClose(Session session){
Map<String,String> map = parameter(session.getQueryString());
String initiator = map.get("name");
if (sessionConnectMap.containsKey(initiator)){
sessionConnectMap.remove(initiator);
}
sessions[Integer.parseInt(session.getId())] = null;
sessionConnectMap.forEach(
(k,v)->{
if(v.getAccepter().equals(initiator)){
v.setAccepter("");
}
}
);
}
private Session getAccepterSession(Session session){
Map<String,String> map = parameter(session.getQueryString());
String initiator = map.get("name");
if (sessionConnectMap.containsKey(initiator)){
String accepter = sessionConnectMap.get(initiator).getAccepter();
if (sessionConnectMap.containsKey(accepter)){
return sessionConnectMap.get(accepter).getSession();
}
}
return null;
}
@OnMessage
public void sendMessage(String message, Session session) throws IOException {
Map<String,String> map = parameter(session.getQueryString());
String initiator = map.get("name");
if(sessionConnectMap.get(initiator).getAccepter().equals("all")){
for (Session s:session.getOpenSessions()) {
s.getBasicRemote().sendText(message);
}
} else {
Session session1 = this.getAccepterSession(session);
assert session1 != null;
session1.getBasicRemote().sendText(message);
}
}
@OnError
public void onError(Session session, Throwable throwable){
log.error(session.getId());
log.error(throwable.getLocalizedMessage());
}
public static List<String> getSessions(){
return Arrays.stream(sessions).filter(Objects::nonNull).collect(Collectors.toList());
}
public static Map<String,String> parameter(String urlparam){
Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
String[] param = urlparam.split("&");
for(String keyvalue:param){
String[] pair = keyvalue.split("=");
if(pair.length==2){
map.put(pair[0], pair[1]);
}
}
return map;
}
public static void accepter(String initiator ,String accepter){
if (sessionConnectMap.containsKey(initiator)){
sessionConnectMap.get(initiator).setAccepter(accepter);
}
}
}
java
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