Spring Boot 集成 WebSocket 实现服务端推送消息到客户端

假设有这样一个场景：服务端的资源经常在更新，客户端需要尽量及时地了解到这些更新发生后展示给用户，如果是 HTTP 1.1，通常会开启 ajax 请求询问服务端是否有更新，通过定时器反复轮询服务端响应的资源是否有更新。

在长时间不更新的情况下，反复地去询问会对服务器造成很大的压力，对网络也有很大的消耗，如果定时的时间比较大，服务端有更新的话，客户端可能需要等待定时器达到以后才能获知，这个信息也不能很及时地获取到。

而有了 WebSocket 协议，就能很好地解决这些问题，WebSocket 可以反向通知的，通常向服务端订阅一类消息，服务端发现这类消息有更新就会不停地通知客户端。

WebSocket 简介

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—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，目前很多浏览器已经实现了 WebSocket 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。

下面我们在 Spring Boot 中集成 WebSocket 来实现服务端推送消息到客户端。

Spring Boot 集成 WebSocket

首先创建一个 Spring Boot 项目，然后在 pom.xml 加入如下依赖集成 WebSocket：

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

开启配置

接下来在 config 包下创建一个 WebSocket 配置类 WebSocketConfiguration，在配置类上加入注解 @EnableWebSocket，表明开启 WebSocket，内部实例化 ServerEndpointExporter 的 Bean，该 Bean 会自动注册 @ServerEndpoint 注解声明的端点，代码如下：

@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfiguration {

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

编写端点服务类

接下来使用 @ServerEndpoint 定义一个端点服务类，在端点服务类中，可以定义 WebSocket 的打开、关闭、错误和发送消息的方法，具体代码如下所示：

@ServerEndpoint("/websocket/{userId}")
@Component
public class WebSocketServer {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(WebSocketServer.class);

    /**
     * 当前在线连接数
     */
    private static AtomicInteger onlineCount = new AtomicInteger(0);

    /**
     * 用来存放每个客户端对应的 WebSocketServer 对象
     */
    private static ConcurrentHashMap<String, WebSocketServer> webSocketMap = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 与某个客户端的连接会话，需要通过它来给客户端发送数据
     */
    private Session session;

    /**
     * 接收 userId
     */
    private String userId = "";

    /**
     * 连接建立成功调用的方法
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session, @PathParam("userId") String userId) {
        this.session = session;
        this.userId = userId;
        if (webSocketMap.containsKey(userId)) {
            webSocketMap.remove(userId);
            webSocketMap.put(userId, this);
        } else {
            webSocketMap.put(userId, this);
            addOnlineCount();
        }
        log.info("用户连接:" + userId + ",当前在线人数为:" + getOnlineCount());
        try {
            sendMessage("连接成功！");
        } catch (IOException e) {
            log.error("用户:" + userId + ",网络异常!!!!!!");
        }
    }

    /**
     * 连接关闭调用的方法
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        if (webSocketMap.containsKey(userId)) {
            webSocketMap.remove(userId);
            subOnlineCount();
        }
        log.info("用户退出:" + userId + ",当前在线人数为:" + getOnlineCount());
    }

    /**
     * 收到客户端消息后调用的方法
     *
     * @param message 客户端发送过来的消息
     */
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        log.info("用户消息:" + userId + ",报文:" + message);
        if (!StringUtils.isEmpty(message)) {
            try {
                JSONObject jsonObject = JSON.parseObject(message);
                jsonObject.put("fromUserId", this.userId);
                String toUserId = jsonObject.getString("toUserId");
                if (!StringUtils.isEmpty(toUserId) && webSocketMap.containsKey(toUserId)) {
                    webSocketMap.get(toUserId).sendMessage(jsonObject.toJSONString());
                } else {
                    log.error("请求的 userId:" + toUserId + "不在该服务器上");
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 发生错误时调用
     *
     * @param session
     * @param error
     */
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        log.error("用户错误:" + this.userId + ",原因:" + error.getMessage());
        error.printStackTrace();
    }

    /**
     * 实现服务器主动推送
     */
    public void sendMessage(String message) throws IOException {
        this.session.getBasicRemote().sendText(message);
    }

    public static synchronized AtomicInteger getOnlineCount() {
        return onlineCount;
    }

    public static synchronized void addOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount.getAndIncrement();
    }

    public static synchronized void subOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount.getAndDecrement();
    }
}

其中，@ServerEndpoint("/websocket/{userId}")表示让 Spring 创建 WebSocket 的服务端点，其中请求地址是 /websocket/{userId}。

另外 WebSocket 一共有四个事件，分别对应 JSR-356 定义的 @OnOpen、@OnMessage、@OnClose、@OnError 注解。

• @OnOpen：标注客户端打开 WebSocket 服务端点调用方法
• @OnClose：标注客户端关闭 WebSocket 服务端点调用方法
• @OnMessage：标注客户端发送消息，WebSocket 服务端点调用方法
• @OnError：标注客户端请求 WebSocket 服务端点发生异常调用方法

接下来启动项目，使用 WebSocket 在线测试工具（http://www.easyswoole.com/wstool.html）进行测试，有能力的也可以自己写个 html 测试。

打开网页后，在服务地址中输入ws://127.0.0.1:8080/websocket/wupx，点击开启连接按钮，消息记录中会多一条由服务器端发送的连接成功！记录。

接下来再打开一个网页，服务地址中输入ws://127.0.0.1:8080/websocket/huxy，点击开启连接按钮，然后回到第一次打开的网页在消息框中输入{"toUserId":"huxy","message":"i love you"}，点击发送到服务端，第二个网页中会收到服务端推送的消息{"fromUserId":"wupx","message":"i love you","toUserId":"huxy"}。

同样，项目的日志中也会有相应的日志：

2020-06-30 12:40:48.894  INFO 78908 --- [nio-8080-exec-1] com.wupx.server.WebSocketServer          : 用户连接:wupx,当前在线人数为:1
2020-06-30 12:40:58.073  INFO 78908 --- [nio-8080-exec-2] com.wupx.server.WebSocketServer          : 用户连接:huxy,当前在线人数为:2
2020-06-30 12:41:05.870  INFO 78908 --- [nio-8080-exec-3] com.wupx.server.WebSocketServer          : 用户消息:wupx,报文:{"toUserId":"huxy","message":"i love you"}

总结

本文简单地介绍了 Spring Boot 集成 WebSocket 实现服务端主动推送消息到客户端，是不是十分简单呢？大家可以自己也写个 demo 试试！

本文的完整代码在 https://github.com/wupeixuan/SpringBoot-Learn 的 websocket 目录下。

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