Websocket全讲解。跨平台的通讯协议 ！！基于websocket的高并发即时通讯服务器开发。
本博文，保证不用装B的话语和太多专业的语言，保证简单易懂，只要懂JAVAEE开发的人都可以看懂。 本博文发表目的是，目前网上针对Websocket的资料太散乱，导致初学者的知识体系零零散散，学习困难加大。本博加以整理，并且实践。
所用核心技术选型：
Tomcat + Spring 4.0.3 + Mongodb（高并发数据库）
+ SpringQueue（消息队列）+ ActiveMQ （消息队列）
+ Spring-data-Mongo + Servlet 3.0
+Spring-Websocket
+ Maven
注：以下Websocket 均省略成 WB
先说Websocket 的原理。 Websocket 是全双工通讯（说白了就是俩都可以通讯，服务器也可以给客户端发消息，客户端也能给服务器发消息）。也是基于TCP的，效率是很高的，首先这个技术的底层选用，就决定了完全可以用wb这个技术做高并发应用，而且开发非常快！！代码非常简单！！最重要的是稳定性，扩展性等等都有保证，等会儿说为什么说都有保证。
WB 不同于TCP的三次握手。 WB是先进行一次HTTP请求，这个请求头不同于普通HTTP请求，等会贴出来讲解。然后服务器开始辨认请求头，如果是WB的请求头，则开始进行普通的TCP连接，即三次握手（不懂的TCP的，出门百度）。如果不是WB的HTTP请求头，那就是按普通的HTTP请求处理。
流程梳理： HTTP特殊请求（有个特殊的头） ---- 》 服务请接收判断 ----- 》 认出来了，确实是WB请求头，开启TCP 三次握手，建立连接后，和TCP一样了就------》没有认出来，不是WB的请求头，按普通HTTP请求处理。
很清楚了吧。这是个基础，先理解了，下面写程序才好搞。下面这段是Webscoket的请求头。 GET请求
GET ws://localhost:12345/websocket/test.html HTTP/1.1
Origin: http://localhost
Connection: Upgrade
Host: localhost:12345
Sec-WebSocket-Key: JspZdPxs9MrWCt3j6h7KdQ== //主要这个字段，这个叫“梦幻字符串”，这个加密规则可以去百度，是有规则的。这个也是个密钥，只有有这个密钥 服务器才能通过解码 认出来，哦~这是个WB的请求，我要建立TCP连接了！！！如果这个字符串没有按照加密规则加密，那服务端就认不出来，就会认为这整个协议就是个HTTP请求。更不会开TCP。其他的字段都可以随便设置，但是这个字段是最重要的字段，标识WB协议的一个字段。
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Version: 13
下面这段是服务端回应消息：
HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake
WebSocket-Location: ws://localhost:12345/websocket/test.php
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Accept: zUyzbJdkVJjhhu8KiAUCDmHtY/o= //这个字段，叫“梦幻字符串”，和上面那个梦幻字符串作用一样。不同的是，这个字符串是要让客户端辨认的，客户端拿到后自动解码。并且辨认是不是一个WB请求。然后进行相应的操作。这个字段也是重中之重，不可随便修改的。加密规则，依然是有规则的，可以去百度一下。
WebSocket-Origin: http://localhost
好了，一去一回的HTTP请求， 如果他们的梦幻字符串都对上了，客户端服务端都确定是一次WB请求了。。那就开始建立TCP连接了。
关于Tcp编程，为什么没有选用Netty或者Mina框架，而选用以上的技术。 其实我感觉还是他们太复杂。并且，我们用Netty的话，集群规则，负载均衡，JVM优化都需要自己做。集群规则，负载均衡这块儿，就是另一个大的研究方向，一个人根本搞不下来。
不如放在容器里。比如Tomcat,你要真嫌弃Tomcat太低端。换Jboss也不是不行，他们都做了N年的优化和开发，稳定性绝对OK，集群规则，负载均衡，JVM等等都有现成的解决方案，还有其他的一些优化 ，可以说世界顶尖。满足你的高并发一点问题都没。
不要重复造轮子！！别人（JBoss）的集群规则好，负载均衡稳定，就用就是了！！！！所以，小的WB应用推荐tomcat,高并发的WB应用，推荐Jboss。并且合理设置集群规则，合理配置负载均衡，合理优化JVM，我保证，满足你的高并发websocket需求完全不是问题。。
加上我们的数据库选型和消息队列，都是为高并发添火的技术，所以代码写的干净的话，高并发完全不是问题。不用纠结，WB的效率如何，集群怎么做~负载均衡是不是要自己写。。答案是NO。 解决方案是 用高端点的应用容器！！
这就是WB和TCP比的优势！！他可以在容器里搞~ 集群方案，负载均衡方案都是人家做好的。
原生的TCP协议，你必须自己去解决这些问题。这真是一个大问题，想想就知道了，单单集群这块儿，有几个能做的好的。。
先贴pom.xml
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>com.mendao</groupId> <artifactId>websocket</artifactId> <packaging>war</packaging> <version>1.0.0</version> <description>门道的即时通讯服务器</description> <properties> <!--Fast Json--> <fastjson.version>1.1.39</fastjson.version> <!-- Servlet 版本号 --> <servlet.version>3.1.0</servlet.version> <!-- spring版本号 3.2.8.RELEASE --> <spring.version>4.0.3.RELEASE</spring.version> <!-- Hibernate版本号 4.3.5.Final --> <hibernate.version>3.6.10.Final</hibernate.version> <!-- mysql版本号 --> <mysql.version>5.1.30</mysql.version> <!--logback--> <logback.version>1.1.2</logback.version> <!-- xmemcached 版本号 --> <xmemcached.version>2.0.0</xmemcached.version> <!--Activemq --> <activemq.version>5.7.0</activemq.version> <!-- 高速序列化框架 --> <kryo.version>2.23.0</kryo.version> <!--tomcat--> <tomcat.version>8.0.5</tomcat.version> </properties> <dependencies> <!-- 高性能 序列化框架 --> <dependency> <groupId>com.esotericsoftware.kryo</groupId> <artifactId>kryo</artifactId> <version>${kryo.version}</version> </dependency> <!--异步消息队列--> <dependency> <groupId>org.apache.activemq</groupId> <artifactId>activemq-core</artifactId> <version>${activemq.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.xbean</groupId> <artifactId>xbean-spring</artifactId> <version>3.17</version> </dependency> <!-- 必须包 --> <dependency> <groupId>javax.servlet</groupId> <artifactId>javax.servlet-api</artifactId> <version>${servlet.version}</version> <scope>provided</scope> </dependency> <dependency> <groupId>javax.annotation</groupId> <artifactId>jsr250-api</artifactId> <version>1.0</version> <scope>provided</scope> </dependency> <dependency> <groupId>javax.persistence</groupId> <artifactId>persistence-api</artifactId> <version>1.0.2</version> <scope>provided</scope> </dependency> <dependency> <groupId>org.aspectj</groupId> <artifactId>aspectjweaver</artifactId> <version>1.7.4</version> </dependency> <dependency> <groupId>xerces</groupId> <artifactId>xercesImpl</artifactId> <version>2.11.0</version> </dependency> <dependency> <groupId>antlr</groupId> <artifactId>antlr</artifactId> <version>2.7.7</version> </dependency> <dependency> <groupId>dom4j</groupId> <artifactId>dom4j</artifactId> <version>1.6.1</version> </dependency> <!-- spring --> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-aop</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-context</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-beans</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-core</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-tx</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-web</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-webmvc</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-jdbc</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-expression</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-orm</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-websocket</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-jms</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.data</groupId> <artifactId>spring-data-mongodb</artifactId> <version>1.4.1.RELEASE</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.data</groupId> <artifactId>spring-data-redis</artifactId> <version>1.2.1.RELEASE</version> </dependency> <!-- mysql驱动包 --> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <version>${mysql.version}</version> </dependency> <!-- FastJson 来处理JSON数据 --> <dependency> <groupId>com.alibaba</groupId> <artifactId>fastjson</artifactId> <version>${fastjson.version}</version> </dependency> <!-- logback--> <dependency> <groupId>ch.qos.logback</groupId> <artifactId>logback-classic</artifactId> <version>${logback.version}</version> </dependency> <dependency> <groupId>ch.qos.logback</groupId> <artifactId>logback-core</artifactId> <version>${logback.version}</version> </dependency> <!-- xmemcached 缓存服务器 --> <dependency> <groupId>com.googlecode.xmemcached</groupId> <artifactId>xmemcached</artifactId> <version>${xmemcached.version}</version> </dependency> <!--Common 系列--> <dependency> <groupId>commons-lang</groupId> <artifactId>commons-lang</artifactId> <version>2.6</version> </dependency> <dependency> <groupId>commons-fileupload</groupId> <artifactId>commons-fileupload</artifactId> <version>1.3</version> </dependency> <!--加密解密，编码解码--> <dependency> <groupId>commons-codec</groupId> <artifactId>commons-codec</artifactId> <version>1.9</version> </dependency> <dependency> <groupId>commons-httpclient</groupId> <artifactId>commons-httpclient</artifactId> <version>3.1</version> </dependency> <!--Tomcat 环境支持--> <dependency> <groupId>org.apache.tomcat</groupId> <artifactId>tomcat-websocket</artifactId> <version>${tomcat.version}</version> <scope>test</scope> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.tomcat</groupId> <artifactId>tomcat-coyote</artifactId> <version>${tomcat.version}</version> <scope>provided</scope> </dependency> </dependencies> <build> <finalName>ROOT</finalName> <plugins> <!-- 使用JDK1.7编译java源文件 --> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId> <version>2.3.2</version> <configuration> <source>1.7</source> <target>1.7</target> <encoding>UTF-8</encoding> </configuration> </plugin> <!-- 使用UTF-8编码资源文件 --> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId> <version>2.5</version> <configuration> <encoding>UTF-8</encoding> </configuration> </plugin> <!--WAR 打包插件--> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-war-plugin</artifactId> <version>2.2</version> <configuration> <failOnMissingWebXml>false</failOnMissingWebXml> </configuration> </plugin> </plugins> </build> </project>
然后，开始进入正题。web.xml配置。我贴上我的配置。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xmlns:javaee="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javeee/web-app_3_0.xsd" version="3.0"> <!--关键点！servlet要是3.0不能再是2.5了--> <welcome-file-list> <welcome-file>welcome.html</welcome-file> </welcome-file-list> <servlet> <servlet-name>springmvc</servlet-name> <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class> <init-param> <param-name>contextClass</param-name> <param-value> org.springframework.web.context.support.AnnotationConfigWebApplicationContext </param-value> </init-param> <init-param> <param-name>contextConfigLocation</param-name> <param-value> com.mendao.config.WebConfig <!--关键点！我们需要用spring的全注解配置方式来配置websocket，所以这块儿需要指向你的对应的类--> </param-value> </init-param> </servlet> <!-- Spring MVC --> <servlet-mapping> <servlet-name>springmvc</servlet-name> <url-pattern>/</url-pattern> <!--关键点！一旦你使用wb 就不能使用普通的springmvc里的HTTP请求了，也就是要么这个程序使用WB的技术要么使用springmvc的技术，二者不可兼得！！所以WB和Springmvc必须分开程序写--> </servlet-mapping> <!-- Spring 监听器 --> <listener> <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class> </listener> <!--Spring Request 监听器--> <listener> <listener-class>org.springframework.web.context.request.RequestContextListener</listener-class> </listener> <!-- 编码强转 --> <filter> <filter-name>encodingFilter</filter-name> <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class> <init-param> <param-name>encoding</param-name> <param-value>UTF-8</param-value> </init-param> <init-param> <param-name>forceEncoding</param-name> <param-value>true</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>encodingFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping> <!-- Spring 刷新Introspector防止内存泄露 请求多了会内存泄露，加上他就好了--> <listener> <listener-class>org.springframework.web.util.IntrospectorCleanupListener</listener-class> </listener> </web-app>
web.xml没什么可说的了。主要点已经标注。然后贴上
com.mendao.config.WebConfig
这个类让大家一看究竟！！完全可以直接复制下来
/** * WebSocket 配置类 */ @Configuration //一定不能少 @ImportResource("classpath*:/applicationContext.xml") //重要！！加载spring的其他的xml配置文件，这种方式是注解方式+xml方式 相结合的配置方式！！ @EnableWebSocket //不能少 public class WebConfig extends WebMvcConfigurerAdapter implements WebSocketConfigurer { @Resource private BootstrapHandler clientHandler; //注入实例 @Resource private Bootstrapnterceptor interceptor; //注入实例 @Override public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {//重要！处理器 URL地址 拦截器！！ 都在这里加入！！//等会儿帖 处理器和 拦截器的代码 //你需要更多处理器 或者URL 都在这里填就是了。其实一般一个就够了，一个核心处理器做请求中转。 registry.addHandler(clientHandler, "/bootstrap").addInterceptors(interceptor); } // Allow serving HTML files through the default Servlet // 完全可以无视下面的代码 @Override public void configureDefaultServletHandling(DefaultServletHandlerConfigurer configurer) { configurer.enable(); } }
下面是BootstrapHandler 的代码！都有注释
@Service public class BootstrapHandler implements WebSocketHandler { private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(BootstrapHandler.class); @Resource private BootstrapHandlerService bootstrapHandlerService; @Resource private Cached cached; /** * 双工通讯 连接后 并且在这里心跳 * * @param session * @throws Exception */ @Override public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception { TextMessage textMessage; try { HttpHeaders headers = session.getHandshakeHeaders(); String userAgent = headers.get("user-agent").get(0); logger.info("LOGIN : " + userAgent); //构造回应的消息，每次连接成功后要回应消息吖！告诉客户端已经连接成功了！消息就在这里面构造
textMessage = new TextMessage(“连接成功”); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); textMessage = new TextMessage(“连接失败”); } //这样就发送给客户端了~ 很简单！！
session.sendMessage(textMessage); } /** * 处理发送过来的消息 * * @param session * @param message * @throws Exception */ @Override public void handleMessage(WebSocketSession session, WebSocketMessage message) throws Exception { try { //如果连接成功！！这里面会不停的接收到心跳包！！ 怎么处理~看你的了！！！ 总之这个方法就是接受客户端发来消息的方法！！！
// message.getPayload()得到的是客户端发来的消息，比如“你好啊！” 之类的。得到后转成String就能处理了！
StringBuffer sb = new StringBuffer((String) message.getPayload()); //这个是我自己写的一个处理业务逻辑。你可以实现自己的业务逻辑
bootstrapHandlerService.handleMessage(session, sb); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); logger.error(e.getMessage()); } } /** * 客户端 异常断开 * * @param session * @param throwable * @throws Exception */ @Override public void handleTransportError(WebSocketSession session, Throwable throwable) throws Exception { logger.info(session.getId() + " - 异常断开连接");
//所谓异常断开，例如：突然关闭HTML页面等等，总之不是用户正常关闭的！ //这个也是我自己实现的 异常处理的业务逻辑，你可以自己写
bootstrapHandlerService.handleError(session, throwable); } /** * 连接已经断 开 * * @param session * @param status * @throws Exception */ @Override public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception { //只要是断开连接！不管是异常断开，还是普通正常断开，一定会进入这个方法。
String reason = status.getReason(); if (reason == null) { reason = "客户端 按指令正常退出"; }
logger.info(session.getId() + " - 已经主动关闭连接 - 关闭码 - " + status.getCode() + " - 缘由 -" + reason);
//其实这里面封装了个session.close()释放了一些资源， 也是我自己实现的业务逻辑，你也可以自己写！ bootstrapHandlerService.connectionClose(session); } /** * 握手成功 初始化操作在这里面进行 * * @return */ @Override public boolean supportsPartialMessages() { //一旦HTTP认证成功 这个方法先被调用 如果返回true 则进行上面那么N多方法的流程。如果返回的是false就直接拦截掉了。不会调用上面那些方法了！！
//就好像个构造器一样。这个是处理器 BootstrapHandler的构造器~
return true; } }
然后贴上 Interceptor 拦截器的代码！！ 实现的接口不能变！！里面没代码的原因是 我实在不知道在这里面做什么操作，感觉我的业务是用不到这两个方法。
@Service public class Bootstrapnterceptor implements HandshakeInterceptor { /** * 握手前 * * @param request * @param response * @param webSocketHandler * @param stringObjectMap * @return * @throws Exception */ @Override public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler webSocketHandler, Map<String, Object> stringObjectMap) throws Exception { return true; } /** * 握手成功后 * * @param request * @param response * @param handler * @param e */ @Override public void afterHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler handler, Exception e) { } }
然后我上一个HTML版的客户端测试程序！！
<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312" /> <title>w</title> <script type="text/javascript" src="http://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.4.2/jquery.min.js"></script> <script type="text/javascript"> var heartbeat_timer = 0; var last_health = -1; var health_timeout = 3000; $(function(){ //ws = ws_conn( "ws://211.100.41.186:9999" ); ws = ws_conn( "ws://127.0.0.1:12345/bootstrap"); $("#send_btn").click(function(){ var msg = $("#mysendbox").val(); alert(msg); alert(ws); ws.send(msg); $("#mysendbox").val(""); }); }); function keepalive( ws ){ var time = new Date(); if( last_health != -1 && ( time.getTime() - last_health > health_timeout ) ){ //此时即可以认为连接断开，可是设置重连或者关闭 $("#keeplive_box").html( "服务器没有响应." ).css({"color":"red"}); //ws.close(); } else{ $("#keeplive_box").html( "连接正常" ).css({"color":"green"}); if( ws.bufferedAmount == 0 ){ ws.send( '1'); } } } //websocket function function ws_conn( to_url ){ to_url = to_url || ""; if( to_url == "" ){ return false; } clearInterval( heartbeat_timer ); $("#statustxt").html("Connecting..."); var ws = new WebSocket( to_url ); ws.onopen=function(){ $("#statustxt").html("connected."); $("#send_btn").attr("disabled", false); heartbeat_timer = setInterval( function(){keepalive(ws)}, 5000 ); } ws.onerror=function(){ $("#statustxt").html("error."); $("#send_btn").attr("disabled", true); clearInterval( heartbeat_timer ); $("#keeplive_box").html( "连接出错." ).css({"color":"red"}); } ws.onclose=function(){ $("#statustxt").html("closed."); $("#send_btn").attr("disabled", true); clearInterval( heartbeat_timer ); $("#keeplive_box").html( "连接已关闭." ).css({"color":"red"}); } ws.onmessage=function(msg){ var time = new Date(); if( msg.data == ( '1' ) ){ last_health = time.getTime(); return; } $("#chatbox").val( $("#chatbox").val() + msg.data + "\n" ); $("#chatbox").attr("scrollTop",$("#chatbox").attr("scrollHeight")); } return ws; } </script> </head> <body> <p>web socket连接状态: <span id="statustxt">连接中...</span></p> <p>心跳状态：<span id="keeplive_box">检测中...</span></p> <p> <textarea name="chatbox" id="chatbox" cols="55" rows="20" readonly="readonly"></textarea> </p> <p> <p>发送文本到Websocket服务器</p> <input name="mysendbox" type="text" id="mysendbox" size="50" /> <input type="button" name="send_btn" id="send_btn" value="Send" disabled="disabled" /> <input type="button" onclick="javascript:ws.close()" value="Close"/> </p> </body> </html>
核心的就这么多。
这些方法理解了，其他的，靠自己发挥想象~
对了，每个不同的连接都会有一个不同的WebSocketSession session 你可以把这个session存入一个全局的ConcurrentHashMap中！！作为连接池！！
用的时候 用 map.get(key); 然后就能用sendMessage(); 发送给他消息了！！！
什么时候存这个session，这就看你的业务需要了。总之每个WebSocketSession 标识一个完全不同的新的连接。客户句柄来形容，也可以~
然后虽然你用上了WB 但是还是要自己做出来。心跳包~ 数据分割处理~ 等等一些基本的业务逻辑~ 什么地方用消息队列分发，那就要看你业务怎么设计了。
最后！！最有用的！！websocket可以做移动端 （安卓IOS等）即时通讯服务器。但是需要用到一个jar包。在github上搜索 websocket client （websocket的客户端） 有java的实现也有object-c的实现
这个思路提供出来之后，你就知道websocket 的强大了吧。不但敏捷开发！而且跨平台！！可以做android推送解决方案！！ 当然也可以整合ios做即时通讯！！当然！！HTML更可以！因为原生的就是HTML！！！ 强大的websocket为企业即时通讯方案提供了更好的出路！！！
核心已经讲解！更多的发挥想象吧！！！
