spring-boot之webSocket

前言

昨天我们已经分享完了security的相关知识点，所以从今天开始我们要开始学习spring-boot另一个组件——webSocket。

websocket也算是spring-boot的一个核心组件，目前我能想到的应用场景就是群聊，所以我们今天的内容核心就是搭建一个简易版的网络聊天室。

webSocket

websocket是什么

在开始正文之前，我们先看下什么是webSocket,下面是我在一本springboot书籍上找到的解释：

WebSocket协议是基于 TCP的一种新的网络协议。它实现了浏览器与服务器全双工（ full-duplex )通信一一允许服务器主动发送信息给客户端，这样就可以实现从客户端发送消息到服务器，而服务器又可以转发消息到客户端，这样就能够实现客户端之间的交互。对于WebSocket的开发，Spring也提供了良好的支持。目前很多浏览器己经实现了Web Socket协议，但是依旧存在着很多浏览器没有实现该协议，为了兼容那些没有实现该协议的浏览器，往往还需要通过 STOMP 协议来完成这些兼容。

简单来说，webSocket就是一种新的网络协议，在这种协议的加持下，运行服务端给客户端直接发送消息，而且服务器也可以把消息转发给客户端。

在以前的网络协议中，服务端只能被动接受客户端的请求，然后才能给客户端发送数据，但是有了webSocket协议，我们就可以实现类似于打电话这样的双工通信，确实方便了很多。

简易聊天室

下面我们通过webSocket来搭建一个简易的网络聊天室。

项目依赖

首先创建一个spring-boot项目，然后引入websocket的依赖：

 <dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
 </dependency>

同时我还加入了security、thymeleaf等附属依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
</dependency>

这两个依赖就不过多说明了，security昨天才分享完，还是热乎的。

websocket配置类

websocket的配置比较简单，主要就是创建一个服务端实例，就相当于往容器中注入了一个ServerEndpointExporter实例对象。

@Configuration
public class WebSocketConfig {
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

websokcet服务实现

这里就是websocket服务的关键，也就是服务提供者。

@ServerEndpoint("/ws")
@Service
public class WebSocketService {
    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebSocketService.class);

    private Map<String, String> nameMap = Maps.newHashMap();

    {
        nameMap.put("nezha", "哪吒");
        nameMap.put("pangu", "盘古");
        nameMap.put("zhongkui", "钟馗");
        nameMap.put("fuxi", "伏羲");
        nameMap.put("shennongshi", "神农氏");
        nameMap.put("kuafu", "夸父");
        nameMap.put("nvwa", "女娲");
        nameMap.put("jiangziya", "姜子牙");
        nameMap.put("jingwei", "精卫");
    }

    // 在线数量
    private static AtomicInteger onlineCount = new AtomicInteger(0);
 // 保存已建立连接的客户端（在线）
    private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketService> webSocketServiceSet = Sets.newCopyOnWriteArraySet();

    private Session session;

    public Session getSession() {
        return session;
    }

    public void setSession(Session session) {
        this.session = session;
    }

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        String name = nameMap.get(session.getUserPrincipal().getName());
        this.session = session;
        webSocketServiceSet.add(this);
        addOnlineCount();
        logger.info("有新连接加入！当前在线人数为: {}", onlineCount.get());
        webSocketServiceSet.parallelStream().forEach(item -> {
            try {
                sendMessage(item.getSession(), String.format("%s加入群聊！", name));
            } catch (Exception e) {
                logger.error("发送消息异常：", e);
            }
        });
    }

    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        logger.info("来自客户端的消息：{}", message);
        webSocketServiceSet.parallelStream().forEach(item -> {
            String name = nameMap.get(session.getUserPrincipal().getName());
            logger.info("{}发送了一条消息：{}", name, message);
            try {
                item.sendMessage(item.getSession(), String.format("%s:%s", name, message));
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }

    @OnClose
    public void onClose() {
        webSocketServiceSet.remove(this);
        subOnlineCount();
    }

    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable t) {
        logger.error("发生错误：", t);
    }

    /**
     * 在线人数加一
     */
    private void addOnlineCount() {
        onlineCount.incrementAndGet();
    }

    /**
     * 在线人数减一
     */
    private void subOnlineCount() {
        onlineCount.decrementAndGet();
    }

    private void sendMessage(Session session, String message) throws IOException {
        session.getBasicRemote().sendText(message);
    }
}

@ServerEndpoint注解制定了我们服务的节点路径，这样也确定了我们wesocket服务的访问地址：

ws://localhost:8080/ws

地址中的ws表示协议类别，也就是websocket的缩写，紧跟着的是我们springboot服务的地址（主机、端口等），然后就是我们的websocket的节点地址。

@service注解也就是我们最常用的服务注解，就是把他标记成springboot可以管理的组件，没有这个注解，websocket是访问不到的：

紧接着，我们写了四个监听方法，方法上都有对应的注解标注：

OnOpen：客户端首次连接服务端时会调用该方法
OnMessage：客户端发送消息时会调用该方法
OnClose：客户端断开连接时，会调用该方法
OnError：发生错误时会调用该方法

用户登录配置

为了更好的演示，我加入security组件，这样用户登录之后，session中就保留了用户的用户信息，方便前端对数据进行展示：

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Autowired
    private PasswordEncoder passwordEncoder;

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.inMemoryAuthentication().withUser("zhongkui").password(passwordEncoder.encode("123456")).roles("user")
                .and().withUser("fuxi").password(passwordEncoder.encode("123456")).roles("user")
                .and().withUser("pangu").password(passwordEncoder.encode("123456")).roles("user")
                .and().withUser("nezha").password(passwordEncoder.encode("123456")).roles("user")
                .and().withUser("nvwa").password(passwordEncoder.encode("123456")).roles("user")
                .and().withUser("jiangziya").password(passwordEncoder.encode("123456")).roles("user")
        .and().passwordEncoder(passwordEncoder);
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                .formLogin().and()
                .httpBasic()
                .and().logout().logoutUrl("/logout");
    }

    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

}

在websocket服务中，我还构建了用户名和用户姓名的映射，这样在用户建立连接的时候或者发送消息的时候，我就可以根据session的用户名拿到用户的姓名了。

前端页面实现

这里最核心的就是websocket连接的那段js了：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>test page</title>
</head>
<body>
websocket测试<br>
<input id = "message" type="text">
<button onclick="sendMessage()">发送消息</button>
<button onclick="closeWebSocket()">关闭websocket连接</button>
<button onclick="logout()">退出登录</button>
<div id="context"></div>

<script src="http://libs.baidu.com/jquery/2.0.0/jquery.min.js"></script>
<script type="application/javascript">
    function logout() {
        closeWebSocket();
        $.ajax({
            url: "/logout",
            type: "POST",
            success: function (rsp) {
                console.log("退出登录成功")
                console.log(rsp)
            }
        })
    }

    var websocket = null;
    // 判断当前浏览榕是否支持 WebSocket
    if ('WebSocket' in window) {
        // 创建 WebSocket 对象，连接服务器端点
        websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/ws");
    } else {
        alert('Not support websocket')
    }
    // 连接发生错误的 回调方法
    websocket.onerror = function () {
        appendMessage("error");
    }
    // 连接成功建立的回调方法
    websocket.onopen = function (event) {
            appendMessage("open ");
        }
    // 接收到消息的回调方法
    websocket.onmessage = function (event) {
        appendMessage(event.data);
    }
    // 连接关闭的回调方法
    websocket.onclose = function () {
            appendMessage(" close ");
        }
    // 监听窗口关闭事件，当窗口关闭时，主动关闭 websocket 连接
    // 防止连接还没断开就关闭窗口，server 端会抛异常
    window.onbeforeunload = function () {
        websocket.close();
    }

    // 将消息显示在网页上
    function appendMessage(message) {
        var context = $("#context").html() + "<br/>" + message;
        $("#context").html(context);
    }

    // 关闭连接
    function closeWebSocket() {
        websocket.close();
        logout();
    }

    // 发送消息
    function sendMessage() {
        var message = $("#message").val();
        websocket.send(message);
    }
</script>

</body>
</html>

首先我们判断浏览器是否支持WebSocket，如果支持会建立websocket连接，然后设定WebSocket的一些回调函数，和服务器端对应，而且页面还是比较简单的。

测试

下面我们简单测试下，我们分别登录三个账号：nezha，nvwa、伏羲，然后用三个账号分别发送消息：

效果还是可以的，首先是哪吒三太子加入群聊，然后时女娲加入群聊，然后他们分别发送消息，接着伏羲加入群聊，发送消息。第一个进群的人，会收到后面进群的所有人的消息，是不是和我们的微信差不多呢？

总结

websocket还是蛮有意思的，而且很容易上手。如果你有做一款自己的聊天工具，那么websocket应该是最佳选择，相比于socket，它更轻量，也更灵活，相比于传统的http通信，它支持双工通信。

总之，用websocket做一款聊天工具，真的是太简单了。后面有时间的话，用它做一个简易版的微信。好了，今天就先到这里吧！

最后，附上今天项目的源码地址，有兴趣的小伙伴可以自己动手练练，还挺有意思的：

https://github.com/Syske/learning-dome-code/tree/dev/sping-boot-websocket-demo

- END -

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