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SpringBoot整合WebSocket詳解

來源: 責編: 時間:2023-08-09 23:02:31 405觀看
導讀環境:Springboot3.0.5WebSocket介紹WebSocket協議RFC 6455提供了一種標準化的方式,通過一個TCP連接在客戶端和服務器之間建立全雙工、雙向的通信通道。它是一個不同于HTTP的TCP協議,但設計為在HTTP之上工作,使用80和443端

環境:Springboot3.0.5vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

WebSocket介紹

WebSocket協議RFC 6455提供了一種標準化的方式,通過一個TCP連接在客戶端和服務器之間建立全雙工、雙向的通信通道。它是一個不同于HTTP的TCP協議,但設計為在HTTP之上工作,使用80和443端口,并允許重用現有的防火墻規則。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

WebSocket交互開始于一個HTTP請求,使用HTTP Upgrade header進行升級,在本例中是切換到WebSocket協議。下面的例子展示了這種交互:vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

GET /spring-websocket-portfolio/portfolio HTTP/1.1Host: localhost:8080Upgrade: websocket             // ①Connection: Upgrade           // ②Sec-WebSocket-Key: Uc9l9TMkWGbHFD2qnFHltg==Sec-WebSocket-Protocol: v10.stomp, v11.stompSec-WebSocket-Version: 13Origin: http://localhost:8080

①:Upgrade header頭部信息vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

②:使用 Upgrade 連接vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

支持WebSocket的服務器會返回類似下面的輸出,而不是通常的200狀態碼:vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Accept: 1qVdfYHU9hPOl4JYYNXF623Gzn0=Sec-WebSocket-Protocol: v10.stomp

握手成功后,HTTP upgrade請求的TCP套接字保持打開,客戶端和服務器可以繼續發送和接收消息。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

如果WebSocket服務器運行在web服務器(例如nginx)后面,你可能需要配置它來將WebSocket升級請求傳遞給WebSocket服務器。同樣,如果應用程序運行在云環境中,請查看云提供商提供的有關WebSocket支持的說明。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

HTTP與WebSocket

盡管WebSocket在設計上是與HTTP兼容的,而且從HTTP請求開始,但重要的是要明白,這兩種協議導致了非常不同的架構和應用程序編程模型。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

在HTTP和REST中,應用程序被建模為多個url。為了與應用程序交互,客戶端以請求-響應的方式訪問這些url。服務器根據HTTP URL、方法和首部將請求路由到適當的處理程序。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

相比之下,在websocket中,初始連接通常只有一個URL。隨后,所有應用程序消息都在同一個TCP連接上流動。這是一種完全不同的異步、事件驅動的消息傳遞架構。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

WebSocket也是一種底層傳輸協議,與HTTP不同,它對消息內容沒有任何語義規定。這意味著除非客戶端和服務器在消息語義上達成一致,否則無法路由或處理消息。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

WebSocket客戶端和服務器可以通過HTTP握手請求的Sec-WebSocket-Protocol頭部來協商使用更高級別的消息傳遞協議(例如STOMP)。在這種情況下,他們需要制定自己的慣例。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

什么時候該使用WebSocket

WebSockets可以使網頁具有動態性和交互性。然而,在許多情況下,Ajax和HTTP流或長輪詢的組合可以提供簡單而有效的解決方案。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

例如,新聞、郵件和社交源需要動態更新,但每隔幾分鐘更新一次完全沒問題。另一方面,協作、游戲和金融應用需要更接近實時。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

延遲本身并不是決定性因素。如果消息量相對較少(例如監視網絡故障),HTTP流或輪詢可以提供有效的解決方案。低延遲、高頻率和高容量的組合才是WebSocket的最佳選擇。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

還要記住,在互聯網上,你無法控制的限制性代理可能會阻止WebSocket交互,要么是因為它們沒有配置為傳遞Upgrade header,要么是因為它們關閉了看起來空閑的長連接。這意味著對防火墻內的內部應用程序使用WebSocket比面向公眾的應用程序更直接。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

WebSocket核心API

Spring框架提供了一個WebSocket API,可以用它來編寫處理WebSocket消息的客戶端和服務器端應用程序。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • WebSocketHandler

創建WebSocket服務器很簡單,只需實現WebSocketHandler,或者擴展TextWebSocketHandler或BinaryWebSocketHandler。下面的例子使用了TextWebSocketHandler:vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

public class MessageHandler extends TextWebSocketHandler {  @Override  public void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) {    System.out.printf("SessionId: %s, 接收到消息: %s%n", session.getId(), message.getPayload()) ;    try {      session.sendMessage(new TextMessage("服務端接收到消息 - " + message.getPayload())) ;    } catch (IOException e) {      e.printStackTrace();    }  }  @Override  public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {    System.out.printf("連接成功, 會話Id: %s, Attribute: %s%n", session.getId(), session.getAttributes()) ;  }  @Override  public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {    System.out.printf("連接關閉, 會話Id: %s, 關閉狀態: %s%n", session.getId(), status.getCode() + " - " + status.getReason()) ;  }}

WebSocket配置vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

@Configuration@EnableWebSocketpublic class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {  @Override  public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {    registry.addHandler(messageHandler(), "/message")  }  @Bean  public WebSocketHandler messageHandler() {    return new MessageHandler();  }}
  • WebSocket Handshake

要定制初始的HTTP WebSocket握手請求,最簡單的方法是使用HandshakeInterceptor,它提供了握手前和握手后的方法。你可以使用這樣的攔截器來阻止握手,或者讓 WebSocketSession可以訪問任何屬性。下面的例子使用內置的攔截器將HTTP會話屬性傳遞給WebSocket會話:vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

@Configuration@EnableWebSocketpublic class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {  @Override  public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {    registry      .addHandler(messageHandler(), "/message")      .setHandshakeHandler(handshakeHandler())      // 添加捂手攔截器      .addInterceptors(new HandshakeInterceptor() {        // 如果該方法返回false,則不允許建立連接        @Override        public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response,            WebSocketHandler wsHandler, Map<String, Object> attributes) throws Exception {          // todo          attributes.put("uid", uid) ;          return true ;        }        @Override        public void afterHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse response, WebSocketHandler wsHandler,            Exception exception) {          // todo        }      }) ;  }}
  • 部署

Spring WebSocket API很容易集成到Spring MVC應用程序中,DispatcherServlet可以同時處理HTTP WebSocket握手和其他HTTP請求。調用
WebSocketHttpRequestHandler也很容易集成到其他HTTP處理場景中。這樣既方便又容易理解。但是,對于JSR-356運行時,需要特別注意。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

Java WebSocket API (JSR-356)提供兩種部署機制。第一種方法涉及啟動時的Servlet容器類路徑掃描(Servlet 3特性)@ServerEndpoint。另一個是Servlet容器初始化時使用的注冊 API(ServletContainerInitializer)。這兩種機制都不可能對所有HTTP處理使用單個“前端控制器”?—?包括WebSocket握手和所有其他HTTP請求?—?如Spring MVC的DispatcherServlet。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

這是JSR-356的一個重要限制,Spring的WebSocket支持通過特定于服務器的RequestUpgradeStrategy實現來解決這個問題,即使運行在JSR-356運行時也是如此。Tomcat、Jetty、GlassFish、WebLogic、WebSphere和Undertow(以及WildFly)目前都存在這樣的策略。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 服務配置

每個底層WebSocket引擎都公開了控制運行時特征的配置屬性,例如消息緩沖區大小、空閑超時等。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

對于Tomcat、WildFly和GlassFish,可以在WebSocket Java配置中添加
ServletServerContainerFactoryBean,如下面的例子所示:vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

@Beanpublic ServletServerContainerFactoryBean servletServerContainerFactoryBean() {  ServletServerContainerFactoryBean container = new ServletServerContainerFactoryBean() ;  container.setMaxTextMessageBufferSize(8192) ;  container.setMaxBinaryMessageBufferSize(8192) ;  return container ;}


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  • 允許的來源

從Spring Framework 4.1.5開始,WebSocket和SockJS的默認行為是只接受同源請求。也可以允許所有或指定的來源列表。這個檢查主要是為瀏覽器客戶端設計的。沒有什么能阻止其他類型的客戶端修改Origin首部值。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

三種可能的行為是:vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

  1. 僅允許同源請求(默認):在這種模式下,當啟用SockJS時,Iframe HTTP響應頭X-Frame-Options設置為SAMEORIGIN,并且禁用JSONP傳輸,因為它不允許檢查請求的來源。因此,啟用此模式時,不支持IE6和IE7。
  2. 允許指定的來源列表:每個允許的來源必須以http://或https://.開頭在此模式下,當啟用SockJS時,禁用IFrame傳輸。因此,啟用此模式時,將不支持IE6到IE9。
  3. 允許所有來源:要啟用此模式,你應該提供*作為允許的來源值。在該模式下,所有傳輸通道都可用。
@Configuration@EnableWebSocketpublic class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {  @Override  public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {    registry      .addHandler(messageHandler(), "/message")      .setAllowedOriginPatterns("*") ;  }}

測試

通過上面的介紹和配置,WebSocket環境就算是簡單的配置完成了,接下來通過Postman進行測試。vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

圖片圖片vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

連接成功vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com

發送消息及接收消息發送消息及接收消息vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com


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服務端接收到消息服務端接收到消息vbW28資訊網——每日最新資訊28at.com


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