Tomcat实现WebSocket的方法

 更新时间:2016年11月30日 10:01:12   作者:汪洋之舟---seaboat  
WebSocket协议属于HTML5标准,越来越多浏览器已经原生支持WebSocket,它能让客户端和服务端实现双向通信。这篇文章主要介绍了Tomcat实现WebSocket的方法的相关资料,需要的朋友可以参考下

 WebSocket协议属于HTML5标准,越来越多浏览器已经原生支持WebSocket,它能让客户端和服务端实现双向通信。在客户端和服务器端建立一条WebSocket连接后,服务器端消息可直接发送到客户端,从而打破传统的请求响应模式,避免了无意义的请求。比如传统的方式可能会使用AJAX不断请求服务器端,而WebSocket则可以直接发送数据到客户端且客户端不必请求。同时,由于有了浏览器的原生支持,编写客户端应用程序也变得更加便捷且不必依赖第三方插件。另外,WebSocket协议摒弃了HTTP协议繁琐的请求头,而是以数据帧的方式进行传输,效率更高。

图为WebSocket协议通信的过程,首先客户端会发送一个握手包告诉服务器端我想升级成WebSocket,不知道你服务器端是否同意,这时如果服务器端支持WebSocket协议则会返回一个握手包告诉客户端没问题,升级已确认。然后就成功建立起了一条WebSocket连接,该连接支持双向通信,并且使用WebSocket协议的数据帧格式发送消息。

这里写图片描述

握手过程需要说明下,为了让WebSocket协议能和现有HTTP协议Web架构互相兼容,所以WebSocket协议的握手要基于HTTP协议,比如客户端会发送类似如下的HTTP报文到服务器端请求升级为WebSocket协议,其中包含的Upgrade: websocket就是告诉服务器端我想升级协议:

GET ws://localhost:8080/hello HTTP/1.1
Origin: http://localhost:8080
Connection: Upgrade
Host: localhost:8080
Sec-WebSocket-Key: uRovscZjNol/umbTt5uKmw==
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Version: 13

此时如果服务器端支持WebSocket协议,则它会发送一个同意客户端升级协议的报文,具体报文类似如下,其中Upgrade: websocket就是告诉客户端我同意你升级协议:

HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Handshake
Date: Fri, 10 Feb 2016 17:38:18 GMT
Connection: Upgrade
Server: Kaazing Gateway
Upgrade: WebSocket
Sec-WebSocket-Accept: rLHCkw/SKsO9GAH/ZSFhBATDKrU=

完成如上握手后,HTTP协议连接就被打破,接下去则是开始使用WebSocket协议进行双方通信,这条连接还是原来的那条TCP/IP连接,端口也还是原来的80或443。

下面举一个Tomcat中编写WebSocket的简单例子:

public class HelloWebSocketServlet extends WebSocketServlet {
private static List<MessageInbound> socketList = new ArrayList<MessageInbound>();
protected StreamInbound createWebSocketInbound(String subProtocol,HttpServletRequest request){
return new WebSocketMessageInbound();
}
public class WebSocketMessageInbound extends MessageInbound{
protected void onClose(int status){
super.onClose(status);
socketList.remove(this); 
}
protected void onOpen(WsOutbound outbound){
super.onOpen(outbound);
socketList.add(this);
}
@Override
protected void onBinaryMessage(ByteBuffer message) throws IOException {
}
@Override
protected void onTextMessage(CharBuffer message) throws IOException {
for(MessageInbound messageInbound : socketList){
CharBuffer buffer = CharBuffer.wrap(message);
WsOutbound outbound = messageInbound.getWsOutbound();
outbound.writeTextMessage(buffer);
outbound.flush(); 
}
}
}
}

这个Servlet必须要继承WebSocketServlet,接着创建一个继承MessageInbound的WebSocketMessageInbound类,在该类中填充onClose、onOpen、onBinaryMessage和onTextMessage等方法即可完成各个事件的逻辑,其中onOpen会在一个WebSocket连接建立时被调用,onClose会在一个WebSocket关闭时被调用,onBinaryMessage则是Binary方式下接收到客户端数据时被调用,onTextMessage则是Text方式下接收到客户端数据时被调用。上面一段代码实现了一个广播的效果。

按照上面的处理逻辑,Tomcat对WebSocket的集成就不会太难了,就是在处理请求时如果遇到WebSocket协议请求则做特殊处理,保持住连接并在适当的时机调用WebSocketServlet的MessageInbound的onClose、onOpen、onBinaryMessage和onTextMessage等方法。由于WebSocket一般建议在NIO模式下使用,所以看看NIO模式集成WebSocket协议。

如图,对于WebSocket的客户端连接被接收器接收后注册到NioChannel队列中,Poller组件不断轮休是否有NioChannel需要处理,如果有则经过处理管道后进到继承了WebSocketServlet的Servlet上,WebSocketServlet的doGet方法会处理WebSocket握手,告诉返回客户端同意升级协议。往后Poller继续不断轮休相关NioChannel,一旦发现是使用WebSocket协议的管道则会调用MessageInbound的相关方法,完成不同事件的处理,从而实现对WebSocket协议的支持。

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