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websocket学习笔记【springboot+websocket聊天室demo】

article 2024/11/15 13:25:21

文章目录

WebSocket是什么？
为什么需要WebSocket?
WebSocket和Http连接的区别
WebSocket的工作原理
- 基本交互过程：
Java中的WebSocket支持
WebSocket的优势
springboot + websocket + themlef 一个聊天室demo
- pom.xml
- WebSocketConfig
- ChatController
- WebController
- chat.html
- application.yml
测试效果

WebSocket是什么？

WebSocket是一种基于TCP协议的双向通信协议，它允许服务器和客户端之间建立持久的连接。与传统的HTTP请求/响应模型不同，WebSocket连接一旦建立，可以在不断开的情况下双向传输数据。这使得WebSocket在实时应用中非常有用，例如在线游戏、即时聊天、实时协作工具等。

为什么需要WebSocket?

尽管HTTP协议广泛应用于网络通信，但它存在一个关键的局限性：通信只能由客户端发起。这种方式在需要频繁的数据更新和实时交互的场景中效率低下。例如，在一个聊天应用中，使用HTTP协议，客户端需要不断地发送请求以检查新消息，这种“轮询”机制浪费了大量的资源。WebSocket应运而生，解决了这个问题，通过建立一个持久的连接，实现了更高效的数据交换。

WebSocket和Http连接的区别

通信方式：
HTTP： HTTP是一种无状态协议，每次请求都是独立的，即使是在同一个客户端和服务器之间的多次请求。客户端向服务器发送请求，服务器处理请求并返回响应，然后连接关闭。HTTP通常是一种请求/响应协议。
WebSocket： WebSocket是一种全双工协议，允许双方建立持久性的连接，以便在连接建立后双向传输数据。WebSocket支持实时通信，允许服务器和客户端随时发送数据，而无需为每个消息建立新的连接。
连接建立：
HTTP： HTTP连接是临时的，每个请求都需要建立新的TCP连接，完成后即刻关闭。这导致了额外的延迟，尤其是在需要频繁通信的实时应用中。

WebSocket： WebSocket连接是持久的，一旦建立，它可以一直保持开放状态，不需要在每次通信之间重新建立连接。这减少了延迟，并使它适用于实时应用。
头部信息：
HTTP： HTTP请求和响应通常包括大量的头部信息，用于描述请求的属性、内容类型等。这些头部信息会占用额外的带宽，尤其是在小数据传输中显得不必要。
WebSocket： WebSocket头部信息相对较少，因为它专注于数据传输，减少了不必要的开销。
用途：
HTTP： HTTP主要用于请求和获取资源，如网页、图像、文档等。每个HTTP请求都是短暂的，没有保持连接的需求。
WebSocket： WebSocket适用于需要实时通信、双向数据交换的应用，如在线游戏、实时聊天、实时协作工具、监控系统等。
安全性：
HTTP： HTTP本身不提供加密，因此数据可以被拦截和窥探。但HTTPS通过TLS/SSL协议提供了数据加密和安全性。
WebSocket： WebSocket也可以通过WSS（WebSocket Secure）协议提供加密和安全性，以确保数据的机密性。

WebSocket的工作原理

基本交互过程：

1. 握手阶段： 客户端通过发送HTTP升级请求到服务器来启动WebSocket连接。服务器收到这个请求后，如果支持WebSocket，它将回复一个HTTP 101切换协议的响应，从而建立WebSocket连接。

2. 数据传输： 一旦WebSocket连接建立，客户端和服务器可以双向传输数据。无论是客户端还是服务器，都可以随时向对方发送消息。这种双向通信的实时性使WebSocket在很多应用场景中非常有用。

3. 关闭连接： 当需要关闭WebSocket连接时，任一方可以发送一个关闭帧，通知对方关闭连接。这确保了连接的正常关闭，释放资源。

Java中的WebSocket支持

Java提供了多种库和框架来支持WebSocket技术，其中最知名的是Java API for WebSocket（JSR-356），它是Java EE 7规范的一部分。Java WebSocket API允许你在Java应用程序中创建WebSocket服务器和客户端。

WebSocket的优势

减少开销: 在建立连接后，WebSocket不需要像HTTP那样为每个消息发送额外的头信息，这降低了通信的总体开销。
实时性: 全双工通信使得消息可以即时发送和接收，非常适合需要实时数据交互的应用。
节省资源: 相比于HTTP轮询，WebSocket通过维持持久连接减少了频繁建立和断开连接的资源消耗。

springboot + websocket + themlef 一个聊天室demo

在这里插入图片描述

pom.xml

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

WebSocketConfig

@Configuration
@EnableWebSocketMessageBroker
public class WebSocketConfig implements WebSocketMessageBrokerConfigurer {
    @Override
    public void registerStompEndpoints(StompEndpointRegistry registry) {
        registry.addEndpoint("/chat").withSockJS();
    }

    @Override
    public void configureMessageBroker(MessageBrokerRegistry registry) {
        registry.enableSimpleBroker("/topic");
        registry.setApplicationDestinationPrefixes("/app");
    }
}

ChatController

@Controller
public class ChatController {

    @MessageMapping("/sendMessage")
    @SendTo("/topic/public")
    public String sendMessage(String message) {
        return message;
    }

}

WebController

@Controller
public class WebController {
    @GetMapping("/chat")
    public String chat() {
        return "chat"; // Thymeleaf 模板文件的名称（不包含 .html 扩展名）
    }
}

chat.html

<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <title>Chat Room</title>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/sockjs-client/dist/sockjs.min.js"></script>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/stomp-websocket/lib/stomp.min.js"></script>
    <style>
        #messageArea {
            height: 300px;
            overflow-y: auto;
            border: 1px solid #cccccc;
            padding: 10px;
            margin-bottom: 10px;
        }

        .chat-message {
            margin-bottom: 10px;
            border: 1px solid #dddddd;
            padding: 5px;
            border-radius: 5px;
        }
    </style>
</head>
<body>
<div id="chatPage">
    <div id="messageArea"></div>
    <input type="text" id="messageInput" placeholder="Type a message...">
    <button onclick="sendMessage()">Send</button>
</div>
<script th:inline="javascript">
    var stompClient = null;
    function connect() {
        var socket = new SockJS('/chat');
        stompClient = Stomp.over(socket);
        stompClient.connect({}, function (frame) {
            stompClient.subscribe('/topic/public', function (message) {
                showMessage(message.body);
            });
        });
    }

    function sendMessage() {
        var message = document.getElementById('messageInput').value;
        stompClient.send("/app/sendMessage", {}, message);
        document.getElementById('messageInput').value = '';
    }

    function showMessage(message) {
        var messageArea = document.getElementById('messageArea');
        var messageElement = document.createElement('div');
        messageElement.classList.add('chat-message');
        messageElement.innerText = message;
        messageArea.appendChild(messageElement);
    }

    connect();
</script>
</body>
</html>

application.yml

server:
  port: 8081

spring:
  thymeleaf:
    mode: HTML
    cache: true
    prefix: classpath:/templates/
    encoding: UTF-8
    suffix: .html
    check-template-location: true
    template-resolver-order: 1