一、WebSocket简介

WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。

WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要做一个握手的动作，然后，浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。

现在，很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是 Ajax 轮询。轮询是在特定的的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP请求，然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点，即浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP请求可能包含较长的头部，其中真正有效的数据可能只是很小的一部分，显然这样会浪费很多的带宽等资源。

HTML5 定义的 WebSocket 协议，能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯。

 二、程序介绍

最近在做类似于电商网站的项目，其中需要用到消息推送、在线聊天的功能，本程序讲解怎么实现利用两个客户端完成在线聊天的功能，适用场景可以用于“客服聊天、多人群聊、消息推送”等。利用Vue做了一个比较简易的聊天界面，如下所示：

 三、后端实现

 1.引入此次项目的目的依赖包

<!--websocket依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>
<!-- Gson依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.squareup.retrofit2</groupId>
    <artifactId>converter-gson</artifactId>
    <version>2.6.2</version>
</dependency>

注：WebSocket依赖是所必须的，毕竟要站在巨人的肩膀上进行开发，但其实也可以写成原生的，不需要依靠任何依赖，直接自己写底层，而Gson就不必多做介绍了，我这里主要是想将发送给前端的有效数据转成以json的形式。

2.编写WebSocket的配置类

package com.chen.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;

/**
 * @author chen
 * @date 2019/10/26
 * @email 15218979950@163.com
 * @description WebSocketConfig配置类，注入对象ServerEndpointExporter，
 * *            这个bean会自动注册使用了@ServerEndpoint注解声明的Websocket endpoint
 */
@Configuration
public class WebSocketConfig {
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

3.封装消息实体

package com.chen.entity;

/**
 * @author chen
 * @date 2019/10/26
 * @email 15218979950@163.com
 * @description 消息实体
 */
public class SocketMsg {
    private int type; //聊天类型0：群聊，1：单聊.
    private String fromUser;//发送者.
    private String toUser;//接受者.
    private String msg;//消息

    public int getType() {
        return type;
    }

    public void setType(int type) {
        this.type = type;
    }

    public String getFromUser() {
        return fromUser;
    }

    public void setFromUser(String fromUser) {
        this.fromUser = fromUser;
    }

    public String getToUser() {
        return toUser;
    }

    public void setToUser(String toUser) {
        this.toUser = toUser;
    }

    public String getMsg() {
        return msg;
    }

    public void setMsg(String msg) {
        this.msg = msg;
    }

}

4.WebSocket实现类

package com.chen.service;

import com.chen.entity.SocketMsg;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonParseException;
import com.fasterxml.jackson.databind.JsonMappingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import com.google.gson.Gson;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;

/**
 * @author chen
 * @date 2019/10/26
 * @email 15218979950@163.com
 * @description websocket的具体实现类
 *  使用springboot的唯一区别是要@Component声明，而使用独立容器是由容器自己管理websocket的，
 *  但在springboot中连容器都是spring管理的。
 *  虽然@Component默认是单例模式的，但springboot还是会为每个websocket连接初始化一个bean，
 *  所以可以用一个静态set保存起来
 */
@ServerEndpoint(value = "/websocket/{nickname}")
@Component
public class WebSocketService {
    private String nickname;
    private Session session;

    //用来存放每个客户端对应的MyWebSocket对象。
    private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketService> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketService>();
    //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
    //用来记录sessionId和该session进行绑定
    private static Map<String, Session> map = new HashMap<String, Session>();

    /**
     * 连接建立成功调用的方法
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session, @PathParam("nickname") String nickname) {
        Map<String,Object> message=new HashMap<String, Object>();
        this.session = session;
        this.nickname = nickname;
        map.put(session.getId(), session);
        webSocketSet.add(this);//加入set中
        System.out.println("有新连接加入:" + nickname + ",当前在线人数为" + webSocketSet.size());
        //this.session.getAsyncRemote().sendText("恭喜" + nickname + "成功连接上WebSocket(其频道号：" + session.getId() + ")-->当前在线人数为：" + webSocketSet.size());
        message.put("type",0); //消息类型，0-连接成功，1-用户消息
        message.put("people",webSocketSet.size()); //在线人数
        message.put("name",nickname); //昵称
        message.put("aisle",session.getId()); //频道号
        this.session.getAsyncRemote().sendText(new Gson().toJson(message));
    }

    /**
     * 连接关闭调用的方法    
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        webSocketSet.remove(this); //从set中删除
        System.out.println("有一连接关闭！当前在线人数为" + webSocketSet.size());
    }

    /**
     * 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, @PathParam("nickname") String nickname) {
        System.out.println("来自客户端的消息-->" + nickname + ": " + message);

        //从客户端传过来的数据是json数据，所以这里使用jackson进行转换为SocketMsg对象，
        // 然后通过socketMsg的type进行判断是单聊还是群聊，进行相应的处理:
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        SocketMsg socketMsg;

        try {
            socketMsg = objectMapper.readValue(message, SocketMsg.class);
            if (socketMsg.getType() == 1) {
                //单聊.需要找到发送者和接受者.
                socketMsg.setFromUser(session.getId());//发送者.
                Session fromSession = map.get(socketMsg.getFromUser());
                Session toSession = map.get(socketMsg.getToUser());
                //发送给接受者.
                if (toSession != null) {
                    //发送给发送者.
                    Map<String,Object> m=new HashMap<String, Object>();
                    m.put("type",1);
                    m.put("name",nickname);
                    m.put("msg",socketMsg.getMsg());
                    fromSession.getAsyncRemote().sendText(new Gson().toJson(m));
                    toSession.getAsyncRemote().sendText(new Gson().toJson(m));
                } else {
                    //发送给发送者.
                    fromSession.getAsyncRemote().sendText("系统消息：对方不在线或者您输入的频道号不对");
                }
            } else {
                //群发消息
                broadcast(nickname + ": " + socketMsg.getMsg());
            }

        } catch (JsonParseException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (JsonMappingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 发生错误时调用   
     */
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        System.out.println("发生错误");
        error.printStackTrace();
    }

    /**
     * 群发自定义消息
     */
    public void broadcast(String message) {
        for (WebSocketService item : webSocketSet) {
            item.session.getAsyncRemote().sendText(message);//异步发送消息.
        }
    }
}

四、前端实现

这里为了方便开发，合理地显示出效果，我使用了Element-ui框架。

<template>
  <div>
    <el-row :gutter="20">
      <el-col :span="12" :offset="6">
        <div class="main">
          <el-row>
            <el-input
              placeholder="请输入自己的昵称"
              prefix-icon="el-icon-user-solid"
              v-model="name"
              style="width:50%"
            ></el-input>
            <el-button type="primary" @click="conectWebSocket()">建立连接</el-button>
            <el-button type="danger">断开连接</el-button>
          </el-row>
          <el-row>
            <el-input
              placeholder="请输入对方频道号"
              prefix-icon="el-icon-phone"
              v-model="aisle"
              style="width:40%"
            ></el-input>
          </el-row>
          <el-row>
            <el-input
              placeholder="请输入要发送的消息"
              prefix-icon="el-icon-s-promotion"
              v-model="messageValue"
              style="width:50%"
            ></el-input>
            <el-button type="primary" @click="sendMessage()">发送</el-button>
          </el-row>
          <div class="message">
            <div v-for="(value,key,index) in messageList" :key="index">
              <el-tag v-if="value.name==name" type="success" style="float:right">我：{{value.msg}}</el-tag>
              <br />
              <el-tag v-if="value.name!=name" style="float:left">{{value.name}}：{{value.msg}}</el-tag>
              <br />
            </div>
          </div>
        </div>
      </el-col>
    </el-row>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      name: "", // 昵称
      websocket: null, // WebSocket对象
      aisle: "", // 对方频道号
      messageList: [], // 消息列表
      messageValue: "" // 消息内容
    };
  },
  methods: {
    conectWebSocket: function() {
      console.log("建立连接");
      if (this.name === "") {
        this.$alert("请输入自己的昵称", "提示", {
          confirmButtonText: "确定",
          callback: action => {}
        });
      } else {
        //判断当前浏览器是否支持WebSocket
        if ("WebSocket" in window) {
          this.websocket = new WebSocket(
            "ws://localhost:8080/websocket/" + this.name
          );
        } else {
          alert("不支持建立socket连接");
        }
        //连接发生错误的回调方法
        this.websocket.onerror = function() {
          
        };
        //连接成功建立的回调方法
        this.websocket.onopen = function(event) {
          
        };
        //接收到消息的回调方法
        var that = this;
        this.websocket.onmessage = function(event) {
          var object = eval("(" + event.data + ")");
          console.log(object);
          if (object.type == 0) {
            // 提示连接成功
             console.log("连接成功");
            that.showInfo(object.people, object.aisle);
          }
          if (object.type == 1) {
            //显示消息
            console.log("接受消息");
            that.messageList.push(object);
          }
        };
        //连接关闭的回调方法
        this.websocket.onclose = function() {};
        //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() {
          this.websocket.close();
        };
      }
    },
    // 发送消息
    sendMessage: function() {
      var socketMsg = { msg: this.messageValue, toUser: this.aisle };
      if (this.aisle == "") {
        //群聊.
        socketMsg.type = 0;
      } else {
        //单聊.
        socketMsg.type = 1;
      }
      this.websocket.send(JSON.stringify(socketMsg));
    },
    showInfo: function(people, aisle) {
      this.$notify({
        title: "当前在线人数：" + people,
        message: "您的频道号：" + aisle,
        duration: 0
      });
    }
  }
};
</script>

<style scoped>
.main {
  position: relative;
  top: 20px;
}
.message {
  position: relative;
  overflow:auto;
  top: 20px;
  width: 100%;
  height: 40%;
  box-shadow: 0 2px 4px rgba(0, 0, 0, 0.12), 0 0 6px rgba(0, 0, 0, 0.04);
  padding: 5px;
}
</style>