WebSocket与消息推送
B/S结构的软件项目中有时客户端需要实时获取服务器消息，但默认HTTP协议只支持请求响应模式，这样做可以简化Web服务器，减少服务器负担，加快响应速度，因为服务器不需要与客户端长时间建立一个通信连接，想要完成实时的消息推送功能还是比较困难的，如聊天室、后台信息提示、实时更新数据等功能，但通过polling(轮询)、Long polling(长轮询)、长连接、Flash Socket以及HTML5中定义的WebSocket能完成该功能需要。
一、Socket简介
Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
Socket的英文原义是“孔”或“插座”，作为UNIX的进程通信机制，Socket可以实现应用程序间网络通信。
Socket可以使用TCP/IP协议或UDP协议。
- TCP/IP协议
TCP/IP协议是目前应用最为广泛的协议，是构成Internet国际互联网协议的最为基础的协议,由TCP和IP协议组成:
TCP协议:面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，负责数据的可靠性传输的问题。
IP协议:用于报文交换网络的一种面向数据的协议，主要负责给每台网络设备一个网络地址，保证数据传输到正确的目的地。
- UDP协议
UDP特点：无连接、不可靠、基于报文的传输层协议，优点是发送后不用管，速度比TCP快。
二、WebSocket简介与消息推送
B/S架构的系统多使用HTTP协议
HTTP协议的特点：
- 无状态协议
- 用于通过Internet 发送请求消息和响应消息
- 使用端口接收和发送消息，默认为80端口，底层通信还是使用Socket完成
HTTP协议决定了服务器与客户端之间的连接方式，无法直接实现消息推送,一些变相的解决办法：
双向通信与消息推送
- 轮询：客户端定时不断的向服务器发送Ajax请求，服务器接到请求后马上返回响应信息并关闭连接。
优点：后端程序编写比较容易。
缺点：请求中有大半是无用，浪费带宽和服务器资源。
实例：适于小型应用。
-
长轮询：客户端向服务器发送Ajax请求，服务器接到请求后hold住连接，直到有新消息才返回响应信息并关闭连接，客户端处理完响应信息后再向服务器发送新的请求。
优点：在无消息的情况下不会频繁的请求，耗费服务器器资源较小。
缺点：服务器hold连接会消耗资源，返回数据顺序无保证，难于管理维护。 Comet异步的ashx
实例：WebQQ、Hi网页版、Facebook IM。
-
长连接：在页面里嵌入一个隐蔵iframe，将这个隐蔵iframe的src属性设为对一个长连接的请求或是采用xhr请求，服务器端就能源源不断地往客户端输入数据。 优点：消息即时到达，不发无用请求；管理起来也相对便。 缺点：服务器维护一个长连接会增加开销。 实例：Gmail聊天
-
Flash Socket：在页面中内嵌入一个使用了Socket类的 Flash 程序JavaScript通过调用此Flash程序提供的Socket接口与服务器端的Socket接口进行通信，JavaScript在收到服务器端传送的信息后控制页面的显示。
优点：实现真正的即时通信，而不是伪即时。
缺点：客户端必须安装Flash插件；非HTTP协议，无法自动穿越防火墙。
实例：网络互动游戏。
- Websocket:
WebSocket是HTML5开始提供的一种浏览器与服务器间进行全双工通讯的网络技术。依靠这种技术可以实现客户端和服务器端的长连接，双向实时通信。
特点:事件驱动、异步、使用ws或者wss协议的客户端socket
能够实现真正意义上的推送功能
缺点：少部分浏览器不支持，浏览器支持的程度与方式有区别。
三、WebSocket客户端
websocket允许通过JavaScript建立与远程服务器的连接，从而实现客户端与服务器间双向的通信。
在websocket中有两个方法：
1、send() 向远程服务器发送数据
2、close() 关闭该websocket链接
websocket同时还定义了几个监听函数
1、onopen 当网络连接建立时触发该事件
2、onerror 当网络发生错误时触发该事件
3、onclose 当websocket被关闭时触发该事件
4、onmessage 当websocket接收到服务器发来的消息的时触发的事件，也是通信中最重要的一个监听事件。msg.data
websocket还定义了一个readyState属性，这个属性可以返回websocket所处的状态：
1、CONNECTING(0) websocket正尝试与服务器建立连接
2、OPEN(1) websocket与服务器已经建立连接
3、CLOSING(2) websocket正在关闭与服务器的连接
4、CLOSED(3) websocket已经关闭了与服务器的连接
websocket的url开头是ws，如果需要ssl加密可以使用wss，当我们调用websocket的构造方法构建一个websocket对象（new WebSocket(url)）的之后，就可以进行即时通信了。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width" />
<title>WebSocket 客户端</title>
</head>
<body>
<div>
<input type="button" id="btnConnection" value="连接" />
<input type="button" id="btnClose" value="关闭" />
<input type="button" id="btnSend" value="发送" />
</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("您的浏览器不支持WebSocket");
return;
}
$("#btnConnection").click(function() {
//实现化WebSocket对象，指定要连接的服务器地址与端口
socket = new WebSocket("ws://192.168.1.2:8888");
//打开事件
socket.onopen = function() {
alert("Socket 已打开");
// socket.send("这是来自客户端的消息" + location.href + new Date());
};
//获得消息事件
socket.onmessage = function(msg) {
alert(msg.data);
};
//关闭事件
socket.onclose = function() {
alert("Socket已关闭");
};
//发生了错误事件
socket.onerror = function() {
alert("发生了错误");
}
});
//发送消息
$("#btnSend").click(function() {
socket.send("这是来自客户端的消息" + location.href + new Date());
});
//关闭
$("#btnClose").click(function() {
socket.close();
});
</script>
</body>
</html>
四、WebSocket服务器端
JSR356定义了WebSocket的规范，Tomcat7中实现了该标准。JSR356 的 WebSocket 规范使用 javax.websocket.*的 API，可以将一个普通 Java 对象（POJO）使用 @ServerEndpoint 注释作为 WebSocket 服务器的端点。
@ServerEndpoint("/push")
public class EchoEndpoint {
@OnOpen
public void onOpen(Session session) throws IOException {
//以下代码省略...
}
@OnMessage
public String onMessage(String message) {
//以下代码省略...
}
@Message(maxMessageSize=6)
public void receiveMessage(String s) {
//以下代码省略...
}
@OnError
public void onError(Throwable t) {
//以下代码省略...
}
@OnClose
public void onClose(Session session, CloseReason reason) {
//以下代码省略...
}
}
上面的伪代码建立了一个WebSocket的服务端。
1、@ServerEndpoint("/push")这个注解是表示将WebSocket服务端运行在ws://[服务器IP或域名]:[Server端口]/项目/push的访问端点，客户端浏览器已经可以对WebSocket客户端API发起HTTP长连接了。
2、使用@ServerEndpoint注解的类必须有一个公共的无参数构造函数，@OnMessage注解的Java方法用于服务端接收客户端传入的WebSocket信息，这个信息可以是文本格式，也可以是二进制格式。
3、@OnOpen在这个端点一个新的连接建立时被调用。参数提供了连接的另一端的更多细节。Session表明两个WebSocket端点对话连接的另一端，可以理解为类似HTTPSession的概念。
4、@OnClose在连接被终止时调用。参数closeReason可封装更多细节，如为什么一个WebSocket连接关闭。
更高级的定制如@Message注解，MaxMessageSize属性可以被用来定义消息字节最大限制，在下方示例程序中，如果超过6个字节的信息被接收，就报告错误和连接关闭。
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/张三
// url中的字符张三是的路径参数，响应请求的方法将自动映射。
@ServerEndpoint("/ws/{user}")
public class WSServer {
private String currentUser;
// 连接打开时执行
@OnOpen
public void onOpen(@PathParam("user") String user, Session session) {
currentUser = user;
System.out.println("Connected ... " + session.getId());
}
// 收到消息时执行
@OnMessage
public String onMessage(String message, Session session) {
System.out.println(currentUser + "：" + message);
return currentUser + "：" + message;
}
// 连接关闭时执行
@OnClose
public void onClose(Session session, CloseReason closeReason) {
System.out.println(String.format("Session %s closed because of %s", session.getId(), closeReason));
}
// 连接错误时执行
@OnError
public void onError(Throwable t) {
t.printStackTrace();
}
}
五、测试运行
服务器输出
六、小结与消息推送框架
Socket在应用程序间通信被广泛使用，如果需要兼容低版本的浏览器，建议使用反向ajax或长链接实现；如果纯移动端或不需考虑非现代浏览器则可以直接使用websocket。
Flash实现推送消息的方法不建议使用，因为依赖插件且手机端支持不好。