详解Tomcat7中WebSocket初探

随着Html5技术的普及,主流浏览器对HTML5标准的支持越来越好,利用浏览器原生支持WebSocket就可以轻松的实现上面的功能。有兴趣的可以了解一下。

HTML5中定义了WebSocket规范,该规范使得能够实现在浏览器端和服务器端通过WebSocket协议进行双向通信。

在Web应用中一个常见的场景是Server端向Client端推送某些消息,要实现这项功能,按照传统的思路可以有以下可选方案:

  • Ajax + 轮询 :这种方案仅仅是一个模拟实现,本质还是HTTP请求响应的模式,由于无法预期什么时候推送消息,造成很多无效的请求;
  • 通过 Flash等第三方插件 :这种方式能够实现双向通信,但有一个前提条件就是依赖第三方插件,而在移动端浏览器大多数都不支持Flash.

随着Html5技术的普及,主流浏览器对HTML5标准的支持越来越好,利用浏览器原生支持WebSocket就可以轻松的实现上面的功能。只需要在浏览器端和服务器端建立一条WebSocket连接,就可以进行双向同时传递数据。相比于传统的方式,使用WebSocket的优点显而易见了:

  • 主动的双向通信模式:相对于使用Ajax的被动的请求响应模式,主动模式下可以节省很多无意义的请求;
  • 浏览器原生支持:简化了编程环境和用户环境,不依赖第三方插件;
  • 高效省流量:以数据帧的方式进行传输,抛弃了HTTP协议中请求头,直接了当.

那么在实际中如何建立WebSocket连接?在浏览器端和服务器端如何针对WebSocket编程?

就此问题,下文描述了建立WebSocket连接的过程,浏览器端WebSocket接口,并以Tomcat 7 为例在服务器端编写WebSocket服务。

1. 建立WebSocket连接过程

关于WebSocket规范和协议参考 http://www.websocket.org/aboutwebsocket.html

设计WebSocket协议的一个重要原则就是能和现有的Web方式和谐共处,建立WebSocket连接是以HTTP请求响应为基础的,这个过程为 WebSocket握手 .

图下所示为一个WebSocket建立连接的请求和响应过程:

此处稍作解释一下:

  1. 浏览器向服务器发送一个 Upgrade 请求头,告诉服务器 “我想从 HTTP 协议 切换到 WebSocket 协议”;
  2. 服务器端收到请求,如果支持 WebSocket ,则返回pUpgrade响应头,表示“我支持WebSocket协议,可以切换”;
  3. 浏览器接收响应头,从原来的HTTP协议切换WebSocket协议,WebSocket连接建立起来.

WebSocket连接建立在原来HTTP所使用的TCP/IP通道和端口之上 ,也就是说原来使用的是8080端口,现在还是使用8080端口,而不是使用新的TCP/IP连接。

数据帧传输支持Text和Binary两种方式:在使用Text方式时,以0x00为起始点,以0xFF结束,数据以UTF-8编码置于中间;对于Binary方式则没有结束标识,而是将数据帧长度置于数据前面。

2. 浏览器端 WebSocket编程接口

在浏览器端使用WebSocket之前,需要检测浏览器是否支持WebSocket,代码如下:

 var socket=null; window.WebSocket = window.WebSocket || window.MozWebSocket; if (!window.WebSocket) { alert('Error: WebSocket is not supported .'); } else{ socket = new WebSocket('ws://...');} 

Websocket接口定义如下:

 interface WebSocket : EventTarget { readonly attribute DOMString url; // ready state const unsigned short CONNECTING = 0; const unsigned short OPEN = 1; const unsigned short CLOSING = 2; const unsigned short CLOSED = 3; readonly attribute unsigned short readyState; readonly attribute unsigned long bufferedAmount; // networking attribute EventHandler onopen; attribute EventHandler onerror; attribute EventHandler onclose; readonly attribute DOMString extensions; readonly attribute DOMString protocol; void close([Clamp] optional unsigned short code, optional DOMString reason); // messaging attribute EventHandler onmessage; attribute DOMString binaryType; void send(DOMString data); void send(Blob data); void send(ArrayBuffer data); void send(ArrayBufferView data); }; 

从上面定义中可以很清晰的看出:

  • 通过send()发向服务器送数据;
  • 通过close()关闭连接;
  • 通过注册事件函数 onopen,onerror,onmessage,onclose 来处理服响应.

在index.jsp中编写编写代码如下:

   WebSocket demo 
<% out.println("Session ID = " + session.getId()); %>

3. 服务器端WebSocket编程

Tomcat 7提供了WebSocket支持,这里就以Tomcat 7 为例,探索一下如何在服务器端进行WebSocket编程。需要加载的依赖包为 \lib\catalina.jar、\lib\tomcat-coyote.jar

这里有两个重要的类 :WebSocketServlet 和 StreamInbound, 前者是一个容器,用来初始化WebSocket环境;后者是用来具体处理WebSocket请求和响应的。

编写一个Servlet类,继承自WebSocket,实现其抽象方法即可,代码如下:

 package websocket; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import org.apache.catalina.websocket.StreamInbound; import org.apache.catalina.websocket.WebSocketServlet; public class HelloWebSocketServlet extends WebSocketServlet { private static final long serialVersionUID = 1L; private final AtomicInteger connectionIds = new AtomicInteger(0); @Override protected StreamInbound createWebSocketInbound(String arg0, HttpServletRequest request) { return new HelloMessageInbound(connectionIds.getAndIncrement(), request .getSession().getId()); } } 
 package websocket; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.Reader; import java.nio.CharBuffer; import org.apache.catalina.websocket.StreamInbound; import org.apache.catalina.websocket.WsOutbound; public class HelloMessageInbound extends StreamInbound { private String WS_NAME; private final String FORMAT = "%s : %s"; private final String PREFIX = "ws_"; private String sessionId = ""; public HelloMessageInbound(int id, String _sessionId) { this.WS_NAME = PREFIX + id; this.sessionId = _sessionId; } @Override protected void onTextData(Reader reader) throws IOException { char[] chArr = new char[1024]; int len = reader.read(chArr); send(String.copyValueOf(chArr, 0, len)); } @Override protected void onClose(int status) { System.out.println(String.format(FORMAT, WS_NAME, "closing ......")); super.onClose(status); } @Override protected void onOpen(WsOutbound outbound) { super.onOpen(outbound); try { send("hello, my name is " + WS_NAME); send("session id = " + this.sessionId); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } private void send(String message) throws IOException { message = String.format(FORMAT, WS_NAME, message); System.out.println(message); getWsOutbound().writeTextMessage(CharBuffer.wrap(message)); } @Override protected void onBinaryData(InputStream arg0) throws IOException { } } 

在Web.xml中进行Servlet配置:

   websocket demo wsHellowebsocket.HelloWebSocketServlet wsHello/websocket/say index.jsp

4. 结果


这里看到 WebSocket建立的连接所访问的Session和HTTP访问的Session是一致的。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持html中文网。

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