Netty进阶 -- WebSocket长连接开发

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Bug 终结者 发表于 2023/02/17 08:47:22 2023/02/17
【摘要】 @[TOC] ⭐ Netty系列文章Netty入门 – 什么是Netty？Netty进阶 – 非阻塞网络编程 实现群聊+私聊+心跳检测系统 一、WebSocket简介百度百科WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket通信协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455，并由RFC7936补充规范。WebSocket API也被W3C定为标准。WebS...

@[TOC]

⭐ Netty系列文章

Netty入门 – 什么是Netty？

Netty进阶 – 非阻塞网络编程 实现群聊+私聊+心跳检测系统

一、WebSocket简介

百度百科

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket通信协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455，并由RFC7936补充规范。WebSocket API也被W3C定为标准。

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。

二、有了HTTP为什么还需要WebSocket？

因为HTTP有一个缺陷，就是只能从客户端发起请求，无法从服务器发起请求，所以诞生了WebSocket请求

如下
在这里插入图片描述
以上为WebSocket请求URI

二、需求说明

Http协议是无状态的，浏览器和服务器间的请求响应一次，下一次会重新创建连接

  1. 要求：实现基于WebSocket的长连接的全双工的交互

  2. 改变Http协议多次请求的约束，实现长连接，服务器可以发送消息给浏览器

  3. 客户端浏览器和服务器会相互感知，比如服务器关闭了，浏览器会感知，同样浏览器关闭了，服务器也可感知

三、需求分析

⌚服务器与浏览器相互感知

当客户端浏览器上线后，服务器可以感知到并提示用户上线，继承SimpleChannelInboundHandler类并重写handlerAdded

即可感知用户上线

⌚服务器发送消息给客户端

当连接成功后，服务器重写channelRead0方法并通过全局上下文ctx.channel().writeAndFlush方法发送消息

注意：这里不可以直接写字符串发送，要封装成 TextWebSocketFrame

⌚客户端发送消息给服务器

客户端发送消息给服务器通过WebSocket的send方法发送即可

四、效果图

在这里插入图片描述

五、核心源码

❇️前端源码

WebSocket.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<script>
    var socket;
    if (window.WebSocket) {
        socket = new WebSocket("ws://localhost:7000/hello2");
        socket.onmessage = function(ev) {
            var rt = document.getElementById("responseText");
            rt.value = rt.value + "\n" + ev.data;
            document.getElementById("msg").value = '';
        }

        //连接开启
        socket.onopen = function(ev) {
            var rt = document.getElementById("responseText");
            rt.value = rt.value + "已开启连接...";    
        }
        //连接关闭
        socket.onclose = function(ev) {
            var rt = document.getElementById("responseText");
            rt.value = rt.value + "已关闭连接...";
        }
    } else {
        alert("您的浏览器不支持WebSocket！");
    }

    //发送消息到浏览器
    function send(msg) {
        //判断websocket是否创建好
        if (!socket) {
            return;
        }

        if (socket.readyState == WebSocket.OPEN) {
            socket.send(msg);
        } else {
            alert("连接未开启！")
        }
    }
</script>
<body>
    <form onsubmit="return false">
        <div class="msgDiv">
            <h2>客户端</h2>
            <textarea name="msg" id="msg" style="width: 400px; height: 300px;"></textarea>&emsp;
            <input type="button" value="发送消息" onclick="send(this.form.msg.value)">
        </div>
        <div class="msgDiv">   
            <h2>服务器内容</h2>
            <textarea id="responseText" style="width: 400px; height: 300px;"></textarea>&emsp;
            <input type="button" value="清空内容" onclick="document.getElementById('responseText').value = ''">
        </div>
    </form>
</body>
</html>

<style>
    .msgDiv{
        float: left;
        margin: 20px;
    }
</style>

❇️后端源码

MyWebSocketServer

package com.wanshi.netty.websocket;

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.http.HttpObjectAggregator;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketServerProtocolHandler;
import io.netty.handler.logging.LogLevel;
import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;

public class MyWebSocketServer {

    public static void main(String[] args) {

        //创建2个线程组
        EventLoopGroup boosGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {

            //创建服务器监听
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();

            //添加前置参数
            serverBootstrap.group(boosGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            //因为基于http协议，使用http的编码和解码器
                            pipeline.addLast(new HttpServerCodec());
                            //是以块方式写，添加ChunkedWriteHandler处理器
                            pipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(8192));

                            pipeline.addLast(new WebSocketServerProtocolHandler("/hello2"));

                            pipeline.addLast(new MyWebSocketServerHandler());
                        }
                    });

            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(7000).sync();
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            boosGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

核心业务处理器MyWebSocketServerHandler

package com.wanshi.netty.websocket;

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.Date;

public class MyWebSocketServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<TextWebSocketFrame> {

    private SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame msg) throws Exception {
        System.out.println("服务器接受消息：" + msg.text());

        ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame("服务器时间：" + sdf.format(new Date()) + " -- 消息：" + msg.text()));
    }

    @Override
    public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("handlerAdded被调用：" + ctx.channel().id().asLongText());
        System.out.println("handlerAdded被调用：" + ctx.channel().id().asShortText());
        System.out.println(sdf.format(new Date()) + "  【服务器】用户已连接！");
    }

    @Override
    public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("handlerRemoved被调用：" + ctx.channel().id().asLongText());
        System.out.println(sdf.format(new Date()) + "  【服务器】用户已断开连接");
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("发生异常：" + cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

♨️往期精彩热文回顾

✈️ Netty进阶 – 非阻塞网络编程 实现群聊+私聊+心跳检测系统

✈️ Postman测试工具调试接口详细教程【向后端发送Json数据并接收返回的Json结果】

✈️ Java面向对象 — 吃货联盟订餐系统（完整版）

✈️ 一分钟教你快速 搭建Vue脚手架（Vue-Cli）项目并整合ElementUI

⛲小结

以上就是【Bug 终结者】对Netty进阶 – WebSocket长连接开发简单的理解，WebSocket建立再TCP之上，可以实现浏览器与服务器的通信，和Http具有很好的兼容性，数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。可以随时与服务器通信，WebSocket有很多的好处，多了解，去慢慢掌握，相信你很快就可以掌握~

如果这篇【文章】有帮助到你，希望可以给【Bug 终结者】点个赞👍，创作不易，如果有对【后端技术】、【前端领域】感兴趣的小可爱，也欢迎关注❤️❤️❤️ 【Bug 终结者】❤️❤️❤️，我将会给你带来巨大的【收获与惊喜】💝💝💝！

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HTTP websocket
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