WebSocket與消息推送
B/S結構的軟件項目中有時客戶端需要實時獲取服務器消息，但默認HTTP協議只支持請求響應模式，這樣做可以簡化Web服務器，減少服務器負擔，加快響應速度，因為服務器不需要與客戶端長時間建立一個通信連接，想要完成實時的消息推送功能還是比較困難的，如聊天室、后台信息提示、實時更新數據等功能，但通過polling(輪詢)、Long polling(長輪詢)、長連接、Flash Socket以及HTML5中定義的WebSocket能完成該功能需要。
一、Socket簡介
Socket又稱"套接字"，應用程序通常通過"套接字"向網絡發出請求或者應答網絡請求。
Socket的英文原義是“孔”或“插座”，作為UNIX的進程通信機制，Socket可以實現應用程序間網絡通信。
Socket可以使用TCP/IP協議或UDP協議。
- TCP/IP協議
TCP/IP協議是目前應用最為廣泛的協議，是構成Internet國際互聯網協議的最為基礎的協議,由TCP和IP協議組成:
TCP協議:面向連接的、可靠的、基於字節流的傳輸層通信協議，負責數據的可靠性傳輸的問題。
IP協議:用於報文交換網絡的一種面向數據的協議，主要負責給每台網絡設備一個網絡地址，保證數據傳輸到正確的目的地。
- UDP協議
UDP特點：無連接、不可靠、基於報文的傳輸層協議，優點是發送后不用管，速度比TCP快。
二、WebSocket簡介與消息推送
B/S架構的系統多使用HTTP協議
HTTP協議的特點：
- 無狀態協議
- 用於通過Internet 發送請求消息和響應消息
- 使用端口接收和發送消息，默認為80端口，底層通信還是使用Socket完成
HTTP協議決定了服務器與客戶端之間的連接方式，無法直接實現消息推送,一些變相的解決辦法：
雙向通信與消息推送
- 輪詢：客戶端定時不斷的向服務器發送Ajax請求，服務器接到請求后馬上返回響應信息並關閉連接。
優點：后端程序編寫比較容易。
缺點：請求中有大半是無用，浪費帶寬和服務器資源。
實例：適於小型應用。
-
長輪詢：客戶端向服務器發送Ajax請求，服務器接到請求后hold住連接，直到有新消息才返回響應信息並關閉連接，客戶端處理完響應信息后再向服務器發送新的請求。
優點：在無消息的情況下不會頻繁的請求，耗費服務器器資源較小。
缺點：服務器hold連接會消耗資源，返回數據順序無保證，難於管理維護。 Comet異步的ashx
實例：WebQQ、Hi網頁版、Facebook IM。
-
長連接：在頁面里嵌入一個隱蔵iframe，將這個隱蔵iframe的src屬性設為對一個長連接的請求或是采用xhr請求，服務器端就能源源不斷地往客戶端輸入數據。 優點：消息即時到達，不發無用請求；管理起來也相對便。 缺點：服務器維護一個長連接會增加開銷。 實例：Gmail聊天
-
Flash Socket：在頁面中內嵌入一個使用了Socket類的 Flash 程序JavaScript通過調用此Flash程序提供的Socket接口與服務器端的Socket接口進行通信，JavaScript在收到服務器端傳送的信息后控制頁面的顯示。
優點：實現真正的即時通信，而不是偽即時。
缺點：客戶端必須安裝Flash插件；非HTTP協議，無法自動穿越防火牆。
實例：網絡互動游戲。
- Websocket:
WebSocket是HTML5開始提供的一種瀏覽器與服務器間進行全雙工通訊的網絡技術。依靠這種技術可以實現客戶端和服務器端的長連接，雙向實時通信。
特點:事件驅動、異步、使用ws或者wss協議的客戶端socket
能夠實現真正意義上的推送功能
缺點：少部分瀏覽器不支持，瀏覽器支持的程度與方式有區別。
三、WebSocket客戶端
websocket允許通過JavaScript建立與遠程服務器的連接，從而實現客戶端與服務器間雙向的通信。
在websocket中有兩個方法：
1、send() 向遠程服務器發送數據
2、close() 關閉該websocket鏈接
websocket同時還定義了幾個監聽函數
1、onopen 當網絡連接建立時觸發該事件
2、onerror 當網絡發生錯誤時觸發該事件
3、onclose 當websocket被關閉時觸發該事件
4、onmessage 當websocket接收到服務器發來的消息的時觸發的事件，也是通信中最重要的一個監聽事件。msg.data
websocket還定義了一個readyState屬性，這個屬性可以返回websocket所處的狀態：
1、CONNECTING(0) websocket正嘗試與服務器建立連接
2、OPEN(1) websocket與服務器已經建立連接
3、CLOSING(2) websocket正在關閉與服務器的連接
4、CLOSED(3) websocket已經關閉了與服務器的連接
websocket的url開頭是ws，如果需要ssl加密可以使用wss，當我們調用websocket的構造方法構建一個websocket對象（new WebSocket(url)）的之后，就可以進行即時通信了。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width" />
<title>WebSocket 客戶端</title>
</head>
<body>
<div>
<input type="button" id="btnConnection" value="連接" />
<input type="button" id="btnClose" value="關閉" />
<input type="button" id="btnSend" value="發送" />
</div>
<script src="js/jquery-1.11.1.min.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
<script type="text/javascript">
var socket;
if(typeof(WebSocket) == "undefined") {
alert("您的瀏覽器不支持WebSocket");
return;
}
$("#btnConnection").click(function() {
//實現化WebSocket對象，指定要連接的服務器地址與端口
socket = new WebSocket("ws://192.168.1.2:8888");
//打開事件
socket.onopen = function() {
alert("Socket 已打開");
// socket.send("這是來自客戶端的消息" + location.href + new Date());
};
//獲得消息事件
socket.onmessage = function(msg) {
alert(msg.data);
};
//關閉事件
socket.onclose = function() {
alert("Socket已關閉");
};
//發生了錯誤事件
socket.onerror = function() {
alert("發生了錯誤");
}
});
//發送消息
$("#btnSend").click(function() {
socket.send("這是來自客戶端的消息" + location.href + new Date());
});
//關閉
$("#btnClose").click(function() {
socket.close();
});
</script>
</body>
</html>
四、WebSocket服務器端
JSR356定義了WebSocket的規范，Tomcat7中實現了該標准。JSR356 的 WebSocket 規范使用 javax.websocket.*的 API，可以將一個普通 Java 對象（POJO）使用 @ServerEndpoint 注釋作為 WebSocket 服務器的端點。
@ServerEndpoint("/push")
public class EchoEndpoint {
@OnOpen
public void onOpen(Session session) throws IOException {
//以下代碼省略...
}
@OnMessage
public String onMessage(String message) {
//以下代碼省略...
}
@Message(maxMessageSize=6)
public void receiveMessage(String s) {
//以下代碼省略...
}
@OnError
public void onError(Throwable t) {
//以下代碼省略...
}
@OnClose
public void onClose(Session session, CloseReason reason) {
//以下代碼省略...
}
}
上面的偽代碼建立了一個WebSocket的服務端。
1、@ServerEndpoint("/push")這個注解是表示將WebSocket服務端運行在ws://[服務器IP或域名]:[Server端口]/項目/push的訪問端點，客戶端瀏覽器已經可以對WebSocket客戶端API發起HTTP長連接了。
2、使用@ServerEndpoint注解的類必須有一個公共的無參數構造函數，@OnMessage注解的Java方法用於服務端接收客戶端傳入的WebSocket信息，這個信息可以是文本格式，也可以是二進制格式。
3、@OnOpen在這個端點一個新的連接建立時被調用。參數提供了連接的另一端的更多細節。Session表明兩個WebSocket端點對話連接的另一端，可以理解為類似HTTPSession的概念。
4、@OnClose在連接被終止時調用。參數closeReason可封裝更多細節，如為什么一個WebSocket連接關閉。
更高級的定制如@Message注解，MaxMessageSize屬性可以被用來定義消息字節最大限制，在下方示例程序中，如果超過6個字節的信息被接收，就報告錯誤和連接關閉。
package action;
import javax.websocket.CloseReason;
import javax.websocket.OnClose;
import javax.websocket.OnError;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
// ws://127.0.0.1:8087/Demo1/ws/張三
// url中的字符張三是的路徑參數，響應請求的方法將自動映射。
@ServerEndpoint("/ws/{user}")
public class WSServer {
private String currentUser;
// 連接打開時執行
@OnOpen
public void onOpen(@PathParam("user") String user, Session session) {
currentUser = user;
System.out.println("Connected ... " + session.getId());
}
// 收到消息時執行
@OnMessage
public String onMessage(String message, Session session) {
System.out.println(currentUser + "：" + message);
return currentUser + "：" + message;
}
// 連接關閉時執行
@OnClose
public void onClose(Session session, CloseReason closeReason) {
System.out.println(String.format("Session %s closed because of %s", session.getId(), closeReason));
}
// 連接錯誤時執行
@OnError
public void onError(Throwable t) {
t.printStackTrace();
}
}
五、測試運行
服務器輸出
六、小結與消息推送框架
Socket在應用程序間通信被廣泛使用，如果需要兼容低版本的瀏覽器，建議使用反向ajax或長鏈接實現；如果純移動端或不需考慮非現代瀏覽器則可以直接使用websocket。
Flash實現推送消息的方法不建議使用，因為依賴插件且手機端支持不好。