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websocket 实现后端主动前端推送数据、及时通讯(vue3 + springboot)

admin 阅读: 2024-03-26
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简介

WebSocket 是一种全双工通信协议,用于在 Web 浏览器和服务器之间建立持久的连接。

  1. WebSocket 协议由 IETF 定为标准,WebSocket API 由 W3C 定为标准。
  2. 一旦 Web 客户端与服务器建立连接,之后的全部数据通信都通过这个连接进行。
  3. 可以互相发送 JSON、XML、HTML 或图片等任意格式的数据。

WebSocket 与 HTTP 协议的异同:

相同点:

  • 都是基于 TCP 的应用层协议。
  • 都使用 Request/Response 模型进行连接的建立。
  • 可以在网络中传输数据。

不同点:

  • WebSocket 使用 HTTP 来建立连接,但定义了一系列新的 header 域,这些域在 HTTP 中并不会使用。
  • WebSocket 支持持久连接,而 HTTP 协议不支持持久连接。

WebSocket 优点:
高效性: 允许在一条 WebSocket 连接上同时并发多个请求,避免了传统 HTTP 请求的多个 TCP 连接。
WebSocket 的长连接特性提高了效率,避免了 TCP 慢启动和连接握手的开销。
节省带宽:HTTP 协议的头部较大,且请求中的大部分头部内容是重复的。WebSocket 复用长连接,避免了这一问题。
服务器推送:WebSocket 支持服务器主动推送消息,实现实时消息通知。

WebSocket 缺点:
长期维护成本:服务器需要维护长连接,成本较高。
浏览器兼容性:不同浏览器对 WebSocket 的支持程度不一致。
受网络限制:WebSocket 是长连接,受网络限制较大,需要处理好重连。

WebSocket 应用场景:

  • 实时通信领域:
  • 社交聊天弹幕
  • 多玩家游戏
  • 协同编辑
  • 股票基金实时报价
  • 体育实况更新
  • 视频会议/聊天
  • 基于位置的应用
  • 在线教育
  • 智能家居等需要高实时性的场景。

一、后端代码

1、安装核心jar包: spring-boot-starter-websocket
<dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.bootgroupId> <artifactId>spring-boot-starter-websocketartifactId> dependency> <dependency> <groupId>cn.hutoolgroupId> <artifactId>hutool-allartifactId> <version>5.1.0version> dependency> <dependency> <groupId>com.alibabagroupId> <artifactId>fastjsonartifactId> <version>2.0.22version> dependency> dependencies>
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2. 来一个配置类注入
package com.codeSE.config; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter; @Configuration public class WebSocketConfig2 { @Bean public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter(){ return new ServerEndpointExporter(); } }
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3. 写个基础webSocket服务
import cn.hutool.log.Log; import cn.hutool.log.LogFactory; import com.alibaba.fastjson.JSON; import com.alibaba.fastjson.JSONObject; //import org.apache.commons.lang3.StringUtils; import org.springframework.stereotype.Component; import org.springframework.util.StringUtils; import javax.websocket.*; import javax.websocket.server.PathParam; import javax.websocket.server.ServerEndpoint; import java.io.IOException; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; /** * @ClassName: 开启WebSocket支持 */ @ServerEndpoint("/dev-api/websocket/{userId}") @Component public class WebSocketServer { static Log log = LogFactory.get(WebSocketServer.class); /** * 静态变量,用来记录当前在线连接数。应该把它设计成线程安全的。 */ private static int onlineCount = 0; /** * concurrent包的线程安全Set,用来存放每个客户端对应的MyWebSocket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); //加入set中 } else { webSocketMap.put(userId, this); //加入set中 addOnlineCount(); //在线数加1 } 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); //从set中删除 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); //可以群发消息 //消息保存到数据库、redis if (! StringUtils.isEmpty(message)) { try { //解析发送的报文 JSONObject jsonObject = JSON.parseObject(message); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } /** * @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); } /** * 实现服务器主动推送 */ public static void sendAllMessage(String message) throws IOException { ConcurrentHashMap.KeySetView<String, WebSocketServer> userIds = webSocketMap.keySet(); for (String userId : userIds) { WebSocketServer webSocketServer = webSocketMap.get(userId); webSocketServer.session.getBasicRemote().sendText(message); System.out.println("webSocket实现服务器主动推送成功userIds====" + userIds); } } /** * 发送自定义消息 */ public static void sendInfo(String message, @PathParam("userId") String userId) throws IOException { log.info("发送消息到:" + userId + ",报文:" + message); if (!StringUtils.isEmpty(message) && webSocketMap.containsKey(userId)) { webSocketMap.get(userId).sendMessage(message); } else { log.error("用户" + userId + ",不在线!"); } } public static synchronized int getOnlineCount() { return onlineCount; } public static synchronized void addOnlineCount() { WebSocketServer.onlineCount++; } public static synchronized void subOnlineCount() { WebSocketServer.onlineCount--; } }
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4. 写一个测试类,定时向客户端推送数据或者可以发起请求推送
package com.codeSE.controller; import com.alibaba.fastjson2.JSONObject; import com.codeSE.config.WebSocketServer; import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled; import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import java.time.LocalDateTime; import java.time.format.DateTimeFormatter; import java.util.HashMap; import java.util.Map; @RestController @RequestMapping("/money") public class Test { //设置定时十秒一次 @Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?") @PostMapping("/send") public String sendMessage() throws Exception { Map<String,Object> map = new HashMap<>(); // 获取当前日期和时间 LocalDateTime nowDateTime = LocalDateTime.now(); DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); System.out.println(dateTimeFormatter.format(nowDateTime)); map.put("server_time",dateTimeFormatter.format(nowDateTime)); map.put("server_code","200"); map.put("server_message","这是服务器推送到客户端的消息哦!!"); JSONObject jsonObject = new JSONObject(map); WebSocketServer.sendAllMessage(jsonObject.toString()); return jsonObject.toString(); } }
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5. 启动springboot
package com.codeSE; import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; import org.springframework.boot.web.servlet.ServletComponentScan; import org.springframework.scheduling.annotation.EnableScheduling; @EnableScheduling //定时任务 @ServletComponentScan //webSocket @SpringBootApplication public class WebSocketAppMain { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(WebSocketAppMain.class); } }
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使用网上的测试工具试一下:http://coolaf.com/tool/chattest 或者http://www.jsons.cn/websocket/
效果如下:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

二、前端代码

使用vue3和原生websocket

1、简单写一个websocket的公共类

需求:commentUtil/WebsocketTool.js

//需求:在JavaScript中实现WebSocket连接失败后3分钟内尝试重连3次的功能,你可以设置一个重连策略, // 包括重连的间隔时间、尝试次数以及总时间限制。 /** * @param {string} url Url to connect * @param {number} maxReconnectAttempts Maximum number of times * @param {number} reconnect Timeout * @param {number} reconnectTimeout Timeout * */ class WebSocketReconnect { constructor(url, maxReconnectAttempts = 3, reconnectInterval = 20000, maxReconnectTime = 180000) { this.url = url this.maxReconnectAttempts = maxReconnectAttempts this.reconnectInterval = reconnectInterval this.maxReconnectTime = maxReconnectTime this.reconnectCount = 0 this.reconnectTimeout = null this.startTime = null this.socket = null this.connect() } //连接操作 connect() { console.log('connecting...') this.socket = new WebSocket(this.url) //连接成功建立的回调方法 this.socket.onopen = () => { console.log('WebSocket Connection Opened!') this.clearReconnectTimeout() this.reconnectCount = 0 } //连接关闭的回调方法 this.socket.onclose = (event) => { console.log('WebSocket Connection Closed:', event) this.handleClose() } //连接发生错误的回调方法 this.socket.onerror = (error) => { console.error('WebSocket Connection Error:', error) this.handleClose() //重连 } } //断线重连操作 handleClose() { if (this.reconnectCount < this.maxReconnectAttempts && (this.startTime === null || Date.now() - this.startTime < this.maxReconnectTime)) { this.reconnectCount++ console.log(`正在尝试重连 (${this.reconnectCount}/${this.maxReconnectAttempts})次...`) this.reconnectTimeout = setTimeout(() => { this.connect() }, this.reconnectInterval) if (this.startTime === null) { this.startTime = Date.now() } } else { console.log('超过最大重连次数或重连时间超时,已放弃连接!Max reconnect attempts reached or exceeded max reconnect time. Giving up.') this.reconnectCount = 0 // 重置连接次数0 this.startTime = null // 重置开始时间 } } //清除重连定时器 clearReconnectTimeout() { if (this.reconnectTimeout) { clearTimeout(this.reconnectTimeout) this.reconnectTimeout = null } } //关闭连接 close() { if (this.socket && this.socket.readyState === WebSocket.OPEN) { this.socket.close() } this.clearReconnectTimeout() this.reconnectCount = 0 this.startTime = null } } // WebSocketReconnect 类封装了WebSocket的连接、重连逻辑。 // maxReconnectAttempts 是最大重连尝试次数。 // reconnectInterval 是每次重连尝试之间的间隔时间。 // maxReconnectTime 是总的重连时间限制,超过这个时间后不再尝试重连。 // reconnectCount 用于记录已经尝试的重连次数。 // startTime 用于记录开始重连的时间。 // connect 方法用于建立WebSocket连接,并设置相应的事件监听器。 // handleClose 方法在WebSocket连接关闭或发生错误时被调用,根据条件决定是否尝试重连。 // clearReconnectTimeout 方法用于清除之前设置的重连定时器。 // close 方法用于关闭WebSocket连接,并清除重连相关的状态。 // 使用示例 // const webSocketReconnect = new WebSocketReconnect('ws://your-websocket-url') // 当不再需要WebSocket连接时,可以调用close方法 // webSocketReconnect.close(); export default WebSocketReconnect
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2、在任意Vue页面
<template> <div> <el-input v-model="textarea1" :rows="5" type="textarea" placeholder="请输入" /> div> template> <script setup> import { ref, reactive,, onMounted, onUnmounted } from 'vue' import WebSocketReconnect from '@/commentUtil/WebsocketTool' // -------------------------------------------- let textarea1 = ref('【消息】---->') let websocket = null //判断当前浏览器是否支持WebSocket if ('WebSocket' in window) { //连接WebSocket节点 websocket = new WebSocketReconnect('ws://127.0.0.1:8080' + '/dev-api/websocket/1122334455') } else { alert('浏览器不支持webSocket') } //接收到消息的回调方法 websocket.socket.onmessage = function (event) { let data = event.data console.log('后端传递的数据:' + data) //将后端传递的数据渲染至页面 textarea1.value = textarea1.value + data + '\n' + '【消息】---->' } //监听窗口关闭事件,当窗口关闭时,主动去关闭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() } //关闭连接 function closeWebSocket() { websocket.close() } //发送消息 function send() { websocket.socket.send({ kk: 123 }) } //------------------------------------ script> <style scoped> style>
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