Netty学习(六)—WebSocket通信
来源:互联网 发布:修改表结构的sql语句 编辑:程序博客网 时间:2024/05/19 13:07
Netty学习(六)—WebSocket通信
WebSocket是一种将Socket套接字引入到B/S架构中,使浏览器和服务器之间可以通过套接字建立持久连接,双方都能发送即时消息给对方,而不是传统模式下请求应答通信方式;
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(0) 原理
HTTP协议的弊端
HTTP协议是一种被动的半双工的通信协议,也就是说同一时刻只有一个方向的数据传输;半双工的原因是通信模式采用的传统的客户端主导的请求—应答模式,只有客户端发送请求服务端才能发动应答,而服务端不能主动发送应答消息;
HTTP协议下每进行一次请求—应答通信都需要创建一次TCP连接,HTTP1,1对HTTP1.0进行改进,增添了keep-alive功能,也就是在一次TCP连接下进行多次请求—应答通信,但是通信仍然采用冗长的HTTP消息格式;
HTTP协议消息冗长,因为一个完整的HTTP消息包括消息头,消息体和换行符等,一条消息中的可用数据比例较低,相对于其他通信协议较为冗长;
HTTP协议被动通信的解决方案
HTTP是一种被动的单双工通信协议,只有客户端发送请求服务端才能发动应答,而服务端不能主动发送应答消息;在需要服务端主动推送数据的情况下,HTTP协议有极大的局限性能;
通过Ajax轮询的方式,通过前端Ajax技术定时发送轮询请求,比如1秒发送一次请求,服务端收到请求后立即返回,如果有数据则发送响应数据;
通过长轮询long poll的方式,发送请求后保持连接直到服务端有响应数据返回,客户端收到数据后再次发起long poll长轮询;
通过WebSocket方式,建立WebSocket连接后进行即时的全双工的通信;
WebSocket协议
WebSocket协议是HTML5中提出的一种全双工的持久连接的通信协议,通过HTTP协议握手建立连接后双方可以进行即时的全双工通信;
WebSocket是基于HTTP协议的,借用了HTTP的协议来完成一部分握手,完成握手后直接进行Socket通信;
WebSocket协议的优势
持久的TCP连接,无论是ajax轮询还是long poll长轮询都是不断的创建新TCP连接,频繁的连接创建和断开极大消耗资源;WebSocket通过HTTP协议完成握手建立连接后,通过该TCP连接进行双向的通信无需重复创建连接;
WebSocket建立连接后的双向通信不再使用HTTP消息格式,没有附加的消息头,身份验证等
WebSocket是一种全双工的通信协议,服务端可以主动发送消息给客户端,不再需要客户端轮询;
(1) WebSocket实例
客户端
创建WebSocket连接需要发送特定的HTTP消息,普通浏览器访问无法实现需要在JS脚本里创建连接
通过new WebSocket()方法创建WebSocket连接
回调判断连接状态触发相应事件,包括连接建立事件,关闭事件,消息接收事件等
var socket; if (!window.WebSocket){ window.WebSocket = window.MozWebSocket; } if(window.WebSocket){ socket = new WebSocket("ws://localhost:8000"); socket.onmessage = function (event) { var ta = document.getElementById('responseText'); ta.value = ""; ta.value = event.data; }; socket.onopen = function (event) { var ta = document.getElementById('responseText'); ta.value = "打开WebSocket正常"; }; socket.onclose = function (event) { var ta = document.getElementById('responseText'); ta.value = ""; ta.value = "WebSocket关闭"; } }else { alert("抱歉,您的浏览器不支持WebSocket协议"); }
发送WebSocket的消息
- 连接创建完成后,直接发送webSocekt消息
function send(message) { if(!window.WebSocket) return; if (socket.readyState == WebSocket.OPEN){ console.log("send the massage"); socket.send(message); } else alert("WebSocket 连接没有建立成功");}
服务端
- 使用Netty创建服务端,往ChannelPipeline管道中添加相应的Handler添加相应的Handler处理器
public void run(int port) throws Exception {EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();try { ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); b.group(bossGroup, workerGroup) .channel(NioServerSocketChannel.class) .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); pipeline.addLast("http-codec", new HttpServerCodec()); pipeline.addLast("aggregator",new HttpObjectAggregator(65536)); pipeline.addLast("http-chunked",new ChunkedWriteHandler()); pipeline.addLast("handler", new WebSocketServerHandler()); } }); Channel ch = b.bind(port).sync().channel(); ch.closeFuture().sync();} finally { bossGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully();} }
消息经过管道传递到自定义的处理器WebSocketServerHander中
- 调用channelRead()方法判断传入的消息类型,分为传统HTTP消息和WebSocket消息
public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {if (msg instanceof FullHttpRequest) { handleHttpRequest(ctx, (FullHttpRequest) msg); // 传统的HTTP接入}else if (msg instanceof WebSocketFrame) { handleWebSocketFrame(ctx, (WebSocketFrame) msg); // WebSocket接入} }
- 对于传统的HTTP进行WebSocket连接握手处理
private void handleHttpRequest(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest req) throws Exception {// 如果HTTP解码失败,返回HHTP异常if (!req.getDecoderResult().isSuccess() || (!"websocket".equals(req.headers().get("Upgrade")))) { sendHttpResponse(ctx, req, new DefaultFullHttpResponse(HTTP_1_1, BAD_REQUEST)); return;}// 构造握手响应返回,本机测试WebSocketServerHandshakerFactory wsFactory = new WebSocketServerHandshakerFactory( "ws://localhost:8080/websocket", null, false);handshaker = wsFactory.newHandshaker(req);if (handshaker == null) { WebSocketServerHandshakerFactory .sendUnsupportedWebSocketVersionResponse(ctx.channel());} else { handshaker.handshake(ctx.channel(), req);} }
- 对于WebSocket消息,对其指令类型判断后进行处理,WebSocket消息类型分为:关闭连接指令,Ping心跳消息和普通消息等;
private void handleWebSocketFrame(ChannelHandlerContext ctx, WebSocketFrame frame) {// 判断是否是关闭链路的指令if (frame instanceof CloseWebSocketFrame) { handshaker.close(ctx.channel(), (CloseWebSocketFrame) frame.retain()); return;}// 判断是否是Ping消息if (frame instanceof PingWebSocketFrame) { ctx.channel().write( new PongWebSocketFrame(frame.content().retain())); return;}// 本例程仅支持文本消息,不支持二进制消息if (!(frame instanceof TextWebSocketFrame)) { throw new UnsupportedOperationException(String.format( "%s frame types not supported", frame.getClass().getName()));}// 返回应答消息String request = ((TextWebSocketFrame) frame).text();if (!"start".equals(request)){ stop = true; System.out.println("stop");}if (logger.isLoggable(Level.FINE)) { logger.fine(String.format("%s received %s", ctx.channel(), request));}while (!stop){ try{ ctx.channel().writeAndFlush( new TextWebSocketFrame("欢迎使用Netty WebSocket服务,现在时刻:" + new java.util.Date().toString())); Thread.sleep(1000); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); }} }
总结
- WebSocket通信是一种对HTTP长连接keep-alive的一种改进,通过HTTP协议完成握手连接后能够进行双向即时通信,无需重复创建TCP连接并且服务端能够主动的发送消息;
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