webSocket的原理及实现

websocket协议是基于Tcp的一种新的网络协议，它实现了客户端与服务器的双向通行，并允许服务端主动发送信息给客户端。WebSocket是html5中的协议。

Http协议与WebSocket协议：

Http协议只有1.0 和1.1 两个版本，

http协议是无状态的每一请求对应一个响应，而且响应完了就回结束连接，多个请求对应多个响应，每次都要重新建立连接。

在http1.1 中增加了 keep-alive （只是客户端的一种建议），用于在一个Http连接中，可以发送多个Request，接收多个Response。但依旧是每隔request对应一个response。

Connection:keep-alive

这个是通知服务器在 request/response 之后，不要理解断开tcp连接，后面的request/response 任然可以通过这个连接完成。但是这个只是个建议，服务端可能不支持，也可能时间长了，断开了连接。（通俗点就根服务端说下，后面可能还有事需要找你先不要挂了）

这个是不可能实现服务器主动push消息给客户端的。

那么如何能够实现呢？

But 我们可以使用ajax轮询和long poll 技术，制造一个服务端push给客户端的假象。

那什么是Ajax轮询？

Ajax 轮询就是隔几秒让浏览器发送请求询问服务端时候有消息了？

场景：

客户端：hi，有没有新信息(Request)
服务端：没有（Response）
客户端：hi，有没有新信息(Request)
服务端：没有。。（Response）
客户端：hi，有没有新信息(Request)
服务端：没有啊。。（Response）
客户端：hi有没有新消息（Request）
服务端：好了，有啦给你。（Response）
客户端：hi，有没有新消息（Request）
服务端：没有......

But 实际中这样会增加服务端的负载，降低服务端的效率。

什么是long poll 呢？

long poll 和ajax 轮询差不多，不过long poll 是阻塞的模式。也就是客户端发送一个request后一直等待，知道服务端有消息response后才ok

场景：

客户端：hi，有没有新信息(Request)
服务端：没有（Response）
客户端：hi，有没有新信息(Request)
客户端：hi，有没有新信息(Request)

long pull 虽然降低了服务器的负载，但是需要服务器有很高的并发能力才可以。

ajax轮询、long poll技术虽然都能实现服务端消息的实时通知，但是各有缺点，都不是根本的解决办法。

既然他们都不行，那应该搞个新的协议。

WebSocket协议解决的客户端与服务端的双工通信的问题。

场景：

客户端：啦啦啦，我要建立Websocket协议，需要的服务：chat，Websocket协议版本：13（HTTP Request）
服务端：ok，确认，已升级为Websocket协议（HTTP Protocols Switched）
客户端：麻烦你有信息的时候推送给我噢。。
服务端：ok，有的时候会告诉你的。
服务端：发斯蒂芬
服务端：啊实打实大师
服务端：哈哈哈哈哈啊哈
服务端：笑死我了哈哈哈

request header

Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cache-Control: no-cache
Connection: Upgrade #通知服务器协议升级
Cookie: JSESSIONID=450BA8D626F785A1AE3BEB9AC9226CD0
Host: localhost:8099
Origin: http://localhost:8099
Pragma: no-cache
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits
Sec-WebSocket-Key: yjbBHsadoLeWtVNa+3Y2ow== #传输给服务器的key
Sec-WebSocket-Version: 13 #wesocket版本协议号13
Upgrade: websocket #协议升级为websocket协议
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/65.0.3325.181 Safari/537.36

Sec-WebSocket-Key 这个是客户端发送给服务端，服务端处理后再返回给客户端客户端进行验证 判断是否建立连接。
Connection: Upgrade #通知服务器协议升级
Upgrade: websocket #协议升级为websocket协议
这个就是Websocket的核心了，告诉Apache、Nginx等服务器：注意啦，发起的是Websocket协议，快点帮我找到对应的助理处理~不是HTTP。

Status Code:101 Switching Protocols  101 连接成功

　response Header：

Connection: upgrade #升级成功
Date: Thu, 12 Apr 2018 03:11:37 GMT
Sec-WebSocket-Accept: NbF/mYm1P/lNy0NsMWxYD1Wi1EE= #服务端处理之后的key
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate;client_max_window_bits=15
Server: Apache-Coyote/1.1
Upgrade: websocket

握手成功！

简单的代码示例：

jsp 客户端:

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<title>Insert title here</title>
</head>
<script type="text/javascript">
	var webSocket = null;
	if ('WebSocket' in window) {
		webSocket = new WebSocket("ws://localhost:8099/webSocketTest");
	} else {
		alert("浏览器不支持webSocket");
	}

	webSocket.onopen = function() {
		writeDiv("websocket连接ok");
	}

	webSocket.onmessage = function(event) {
		writeDiv("client 接受的消息是：" + event.data);
	}

	webSocket.onerror = function() {
		writeDiv("发生错误");
	}

	function sendMsg() {
		var val = document.getElementById("inputText").value;
		webSocket.send(" 客户端:" + val);
	}

	function closes() {
		webSocket.close();
	}

	webSocket.onclose = function() {
		webSocket.close();
		writeDiv("WebSocket連接關閉");
	}

	function writeDiv(innerHTML) {
		var html = document.getElementById('message').innerHTML;
		document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br>';
	}
</script>
<body>

	<input type="text" id="inputText">
	<button id="but" onclick="sendMsg()">submit</button>
	<br>
	<button id="close" onclick="closes()">关闭webSocket连接</button>
	<br>
	<div id="message"></div>
</body>
</html>

服务端：

package com.tgb.SpringActivemq.controller;

import java.io.IOException;
import java.util.HashSet;
import java.util.Random;
import java.util.Set;

import javax.websocket.OnClose;
import javax.websocket.OnError;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

import org.apache.log4j.Logger;

@ServerEndpoint("/webSocketTest")
public class webSocketController {

    private int count = 0;

    static  Set<Session> set = new HashSet<Session>();

    static final Logger logger = Logger.getLogger(webSocketController.class);

    private Session session;

    @OnOpen
    public void onOpen(Session sessio) {
        this.session = sessio;
        set.add(session);
        this.count++;
        logger.info("当前连接：" + this.count);
    }

    // 接受消息 处理
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session ss) {
        logger.info("接受到的客户端消息是:" + message);
        Random r = new Random();
        int tet = r.nextInt(1000);
        try {
            ss.getBasicRemote().sendText("服务端发送的是：" + tet);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @OnError
    public void Onerror(Session s, Throwable th) {
        logger.info(th.getMessage());
    }

    @OnClose
    public void onClose(Session s) {
        try {
            s.close();
            set.remove(s);
            this.count--;
            logger.info("当前连接数：" + this.count);
            logger.info("CLOSE WEBSOCKET");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

webSocket的 原理 及 实现

webSocket的原理及实现