[超详细]SpringBoot整合WebSocket

1. 什么是WebSocket？

WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议，它允许在浏览器和服务器之间进行实时的、双向的通信。相对于传统的基于请求和响应的 HTTP 协议，WebSocket 提供了一种更有效、更实时的通信方式，适用于需要实时更新、实时通知和实时交互的应用。
WebSocket 的一些关键特点包括：

• 全双工通信： WebSocket 允许服务器和客户端在同一连接上同时进行双向通信。这意味着服务器可以随时向客户端推送数据，而不必等待客户端发送请求。
  
• 持久连接： WebSocket 连接一旦建立，会一直保持打开状态，不会像传统的 HTTP 连接那样在每次请求和响应之后关闭。这减少了每次连接建立和关闭的开销，使通信更加高效。
  
• 低延迟： 由于连接保持打开状态，WebSocket 通信具有较低的延迟，适用于实时性要求较高的应用，如实时聊天、实时数据更新等。
  
• 少量的数据交换： 与 HTTP 请求和响应相比，WebSocket 数据交换的开销较小。WebSocket 的帧头相对较小，因此有效载荷的比例更高。
  
• 兼容性： 现代浏览器和大多数服务器支持 WebSocket。此外，WebSocket 协议还定义了一个子协议 STOMP（Streaming Text Oriented Messaging Protocol），用于更高级的消息传递和订阅功能。
  
• 安全性： 与其他网络通信协议一样，WebSocket 通信也需要一些安全性的考虑。可以使用加密协议（如 TLS）来保护数据在网络传输中的安全性。
  

2. 代码实战

2.1 SpringBoot导入依赖

在pom.xml中导入以下依赖，版本由SpringBoot管理

1. <dependency>
2.     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
3.     <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
4. </dependency>

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2.2 创建配置类

创建WebSocketConfig配置类，并将其注入到Bean容器中

1. import org.springframework.context.annotation.Bean;
2. import org.springframework.context.annotation.Configuration;
3. import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;
5. @Configuration
6. public class WebSocketConfig {
7.     @Bean
8.     public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
9.         return new ServerEndpointExporter();
10.     }
11. }

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2.3 创建WebSocketServer类

创建WebSocketServer类，并将其注入到Bean容器中

注意：@ServerEndpoint("/WebSocket")，该注解用于配置建立WebSocket连接的路径，可以按需修改。

该类一般拥有以下功能：

• WebSocket 端点注册： WebSocket 服务器需要注册一个或多个 WebSocket 端点（Endpoints）。每个端点对应一种处理逻辑，可以处理客户端发送过来的消息，以及向客户端发送消息。这些端点通过注解或配置来定义。
  
• 建立和维护连接： WebSocket 服务器负责监听客户端的连接请求，一旦有客户端连接，服务器会创建一个 WebSocket 会话（Session）来管理这个连接。服务器需要能够维护这些连接，包括打开、关闭、保持心跳等操作。
  
• 消息处理： 一旦客户端连接成功，WebSocket 服务器需要处理客户端发送过来的消息。这可以在 WebSocket 端点中的方法上定义处理逻辑。服务器可以根据不同的业务需求处理不同类型的消息。
  
• 处理异常： 与任何网络通信一样，WebSocket 连接可能会面临各种异常情况，如断开连接、网络问题等。WebSocket 服务器需要能够处理这些异常情况，进行适当的清理和处理。
  

可以将该类理解为WebSocket生命周期中会调用的方法。

1. import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
2. import org.springframework.stereotype.Component;
4. import javax.websocket.*;
5. import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
7. @Slf4j
8. @Component
9. @ServerEndpoint("/WebSocket")
10. public class WebSocketServer {
12.     private Session session;
14.     @OnOpen
15.     public void onOpen(Session session) {
16.         this.session = session;
17.         WebSocketManager.sentToUser(session, "WebSocket is connected!");
18.         WebSocketManager.addWebSocketServer(this);
19.         log.info("与SessionId：{}建立连接", session.getId());
20.     }
22.     @OnClose
23.     public void onClose() {
24.         WebSocketManager.removeWebSocketServer(this);
25.         log.info("WebSocket连接关闭");
26.     }
28.     @OnMessage
29.     public void onMessage(String message, Session session) {
30.         log.info("来自SessionId:{}的消息:{}", session.getId(), message);
31.     }
33.     @OnError
34.     public void onError(Session session, Throwable error) {
35.         log.error("Session:{}的WebSocket发生错误", session.getId(), error);
36.     }
38.     public Session getSession() {
39.         return session;
40.     }
42.     public String getSessionId() {
43.         return session.getId();
44.     }
45. }

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2.4 创建WebSocketServer管理类

该类用于管理WebSocketServer（其实主要是管理Session），如果不需要发送消息给特定用户，那么无需创建该类，在WebSocketServer类中维护一个类变量即可。

1. import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
3. import javax.websocket.Session;
4. import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
5. import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
7. @Slf4j
8. public class WebSocketManager {
10.     private final static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSocketServerSet = new CopyOnWriteArraySet<>();
12.     private final static ConcurrentHashMap<String, WebSocketServer> webSocketServerMap = new ConcurrentHashMap<>();
14.     public static void addWebSocketServer(WebSocketServer webSocketServer){
15.         if (webSocketServer != null){
16.             webSocketServerSet.add(webSocketServer);
17.             webSocketServerMap.put(webSocketServer.getSessionId(), webSocketServer);
18.         }
19.     }
21.     public static void removeWebSocketServer(WebSocketServer webSocketServer){
22.         webSocketServerSet.remove(webSocketServer);
23.         webSocketServerMap.remove(webSocketServer.getSessionId());
24.     }
26.     /**
27.      * 通过SessionId发送消息给特定用户
28.      * @param
29.      * @param msg
30.      */
31.     public static void sentToUser(String sessionId, String msg){
32.         Session session = webSocketServerMap.get(sessionId).getSession();
33.         sentToUser(session, msg);
34.     }
36.     /**
37.      * 通过Session发送消息给特定用户
38.      * @param session
39.      * @param msg
40.      */
41.     public static void sentToUser(Session session, String msg){
42.         if (session == null){
43.             log.error("不存在该Session，无法发送消息");
44.             return;
45.         }
46.         session.getAsyncRemote().sendText(msg);
47.     }
49.     /**
50.      * 发送消息给所有用户
51.      * @param msg
52.      */
53.     public static void sentToAllUser(String msg){
54.         for (WebSocketServer webSocketServer : webSocketServerSet) {
55.             sentToUser(webSocketServer.getSession(), msg);
56.         }
57.         log.info("向所有用户发送WebSocket消息完毕，消息：{}", msg);
58.     }
59. }

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3. 测试

使用Postman等工具进行WebSocket连接，连接路径为WebSocket（与前文的@ServerEndpoint内容一致）。建立连接后会收到"WebSocket is connected!"
4. 后续完善

如果你的项目中有登录功能，那么应该在你的登录时将用户的Session记录下来。你可以将Session记录在本地缓存、Redis和Grava缓存等能够建立关联关系的地方。

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