SpringBoot 集成 WebSocket,实现后台向前端推送信息

内容纲要

前言

在一次项目开发中,使用到了Netty网络应用框架,以及MQTT进行消息数据的收发,这其中需要后台来将获取到的消息主动推送给前端,于是就使用到了MQTT,特此记录一下。

什么是websocket?

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全双工通信,学过计算机网络都知道,既然是全双工,就说明了服务器可以主动发送信息给客户端。这与我们的推送技术或者是多人在线聊天的功能不谋而合。
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为什么不使用HTTP 协议呢?这是因为HTTP是单工通信,通信只能由客户端发起,客户端请求一下,服务器处理一下,这就太麻烦了。于是websocket应运而生。

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下面我们就直接开始使用Springboot开始整合。以下案例都在我自己的电脑上测试成功,你可以根据自己的功能进行修改即可。

我的项目结构如下:

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使用步骤

1.添加依赖

Maven依赖:

<dependency>  
           <groupId>org.springframework.boot</groupId>  
           <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>  
</dependency>

2.启用Springboot对WebSocket的支持

启用WebSocket的支持也是很简单,几句代码搞定:

@Configuration
public class WebSocketConfig {
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

3.核心配置:WebSocketServer

因为WebSocket是类似客户端服务端的形式(采用ws协议),那么这里的WebSocketServer其实就相当于一个ws协议的Controller

  • @ ServerEndpoint 注解是一个类层次的注解,它的功能主要是将目前的类定义成一个websocket服务器端, 注解的值将被用于监听用户连接的终端访问URL地址,客户端可以通过这个URL来连接到WebSocket服务器端

  • 新建一个ConcurrentHashMap webSocketMap 用于接收当前userId的WebSocket,方便传递之间对userId进行推送消息。

下面是具体业务代码:

/**
 * @ ServerEndpoint 注解是一个类层次的注解,它的功能主要是将目前的类定义成一个websocket服务器端,
 * 注解的值将被用于监听用户连接的终端访问URL地址,客户端可以通过这个URL来连接到WebSocket服务器端
 */
@Component
@Slf4j
@Service
@ServerEndpoint("/api/websocket/{sid}")
public class WebSocketServer {
    //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 CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer>();

    //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sid
    private String sid = "";

    /**
     * 连接建立成功调用的方法
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session, @PathParam("sid") String sid) {
        this.session = session;
        webSocketSet.add(this); //加入set中
        this.sid = sid;
        addOnlineCount(); //在线数加1
        try {
            sendMessage("conn_success");
            log.info("有新窗口开始监听:" + sid + ",当前在线人数为:" + getOnlineCount());
        } catch (IOException e) {
            log.error("websocket IO Exception");
        }
    }

    /**
     * 连接关闭调用的方法
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        webSocketSet.remove(this); //从set中删除
        subOnlineCount(); //在线数减1
        //断开连接情况下,更新主板占用情况为释放
        log.info("释放的sid为:"+sid);
        //这里写你 释放的时候,要处理的业务
        log.info("有一连接关闭!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("收到来自窗口" + sid + "的信息:" + message);
        //群发消息
        for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
            try {
                item.sendMessage(message);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * @ Param session
     * @ Param error
     */
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        log.error("发生错误");
        error.printStackTrace();
    }

    /**
     * 实现服务器主动推送
     */
    public void sendMessage(String message) throws IOException {
        this.session.getBasicRemote().sendText(message);
    }

    /**
     * 群发自定义消息
     */
    public static void sendInfo(String message, @PathParam("sid") String sid) throws IOException {
        log.info("推送消息到窗口" + sid + ",推送内容:" + message);

        for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
            try {
                //这里可以设定只推送给这个sid的,为null则全部推送
                if (sid == null) {
// item.sendMessage(message);
                } else if (item.sid.equals(sid)) {
                    item.sendMessage(message);
                }
            } catch (IOException e) {
                continue;
            }
        }
    }

    public static synchronized int getOnlineCount() {
        return onlineCount;
    }

    public static synchronized void addOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount++;
    }

    public static synchronized void subOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount--;
    }

    public static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> getWebSocketSet() {
        return webSocketSet;
    }
}

4.测试Controller

@Controller("web_Scoket_system")
@RequestMapping("/api/socket")
public class SystemController {
    //页面请求
    @GetMapping("/index/{userId}")
    public ModelAndView socket(@PathVariable String userId) {
        ModelAndView mav = new ModelAndView("/socket1");
        mav.addObject("userId", userId);
        return mav;
    }

    //推送数据接口
    @ResponseBody
    @RequestMapping("/socket/push/{cid}")
    public Map pushToWeb(@PathVariable String cid, String message) {
        Map<String,Object> result = new HashMap<>();
        try {
            WebSocketServer.sendInfo(message, cid);
            result.put("code", cid);
            result.put("msg", message);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
}

5.测试页面index.html

<!DOCTYPE html>
<html>

<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Java后端WebSocket的Tomcat实现</title>
<script type="text/javascript" src="js/jquery.min.js"></script>
</head>

<body>
<div id="main" style="width: 1200px;height:800px;"></div>
Welcome<br/><input id="text" type="text" />
<button onclick="send()">发送消息</button>
<hr/>
<button onclick="closeWebSocket()">关闭WebSocket连接</button>
<hr/>
<div id="message"></div>
</body>
<script type="text/javascript">
var websocket = null;
//判断当前浏览器是否支持WebSocket
if('WebSocket' in window) {
//改成你的地址
websocket = new WebSocket("ws://192.168.100.196:8082/api/websocket/100");
} else {
alert('当前浏览器 Not support websocket')
}

//连接发生错误的回调方法
websocket.onerror = function() {
setMessageInnerHTML("WebSocket连接发生错误");
};

//连接成功建立的回调方法
websocket.onopen = function() {
setMessageInnerHTML("WebSocket连接成功");
}
var U01data, Uidata, Usdata
//接收到消息的回调方法
websocket.onmessage = function(event) {
console.log(event);
setMessageInnerHTML(event);
setechart()
}

//连接关闭的回调方法
websocket.onclose = function() {
setMessageInnerHTML("WebSocket连接关闭");
}

//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() {
closeWebSocket();
}

//将消息显示在网页上
function setMessageInnerHTML(innerHTML) {
document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';
}

//关闭WebSocket连接
function closeWebSocket() {
websocket.close();
}

//发送消息
function send() {
var message = document.getElementById('text').value;
websocket.send('{"msg":"' + message + '"}');
setMessageInnerHTML(message + "&#13;");
}
</script>

</html>

6.结果展示

后台:
如果有连接请求

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前台显示:

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总结

这中间我遇到一个问题,就是说WebSocket启动的时候优先于spring容器,从而导致在WebSocketServer中调用业务Service会报空指针异常

所以需要在WebSocketServer中将所需要用到的service给静态初始化一下:

如图所示:

还需要做如下配置:

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