WebSocket协议：实现实时双向通信的秘诀

目录

🐇今日良言：海压竹枝低复举，风吹山角晦还明

🐇一、WebSocket协议介绍

🐇二、WebSocket如何使用

🐇三、WebSocket和HTTP的区别

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🐇今日良言：海压竹枝低复举，风吹山角晦还明

🐇一、WebSocket协议介绍

首先介绍一下什么是WebSocket协议。

WebSocket 协议是一个应用层协议，是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。它是一种新的协议，旨在解决HTTP协议无法在Web浏览器和服务器之间实现实时双向通信的问题

接下来介绍一下WebSocket协议报文格式。

在搜索框中输入如下信息：

 找到5.2章节，即可看到WebSocket协议格式：

这里介绍一下相关字段：

FIN ：表示是否要关闭websocket。

          注：这里的FIN不是tcp的FIN，只不过是需要通过FIN触发应用层的协议断开连接的

          操作，底层会涉及到tcp的四次挥手。

RSV：保留位。

opcode：操作码。描述了当前这个websocket数据帧是起到什么作用。

MASK：是否开启掩码操作。掩码操作主要是为了避免“缓冲区溢出”。

Payload len：载荷长度。

这里有三种模式：1）7bit，能表示的范围比较小

                             2）16bit的模式，能表示的范围更大。

                             3）64bit的模式，能表示的范围非常大。

如果最初的这个 7 bit 的payload len < 126,此时是模式1

如果 7 bit 的值是 126，此时是模式2，16个bit 生效。

如果 7 bit 的值是 127，此时是模式3，64个bit生效。

payload data：真正要传输的载荷数据。

 websock 握手过程：

🐇二、WebSocket如何使用

在介绍完websocket协议的相关信息之后，来看看如何使用websocket协议吧。

在 Java 中有两种形式来使用 websocket：

1.直接使用tomcat提供的原生 websocket api。

2.使用spring 提供的 websocket api。

这里介绍 第二种使用方式。

基于 Spring 的 websocket api 写一个简单的hello world

需要编写的代码有两部分：1）服务器代码  2）客户端代码

首先编写服务器代码：

第一步，引入相关依赖：

在最初创建项目的时候，需要引入websocket依赖：

 第二步，当依赖引入以后，接下来编写服务器的代码：

1）创建一个类，作为WebSocketHandler（处理 websocket 的各个通信流程）

创建出一个类继承 TextWebSocketHandler（这个类是 Spring内置的，用于传输文本数据）

给这个类加上 @Component 注解，注册到 Spring 中。

这里继承这个类，主要是为了重写这个类中的一些方法。

主要重写的是如下四个方法：

afterConnectionEstablished 这个方法会在websocket连接建立成功以后，被自动调用。

handleTextMessage             这个方法是在websocket收到消息的时候，被自动调用。

handleTransportError           这个方法是在websocket连接出现异常时候，被自动调用

afterConnectionClosed        这个方法是在websocket连接关闭的时候，被自动调用。

这里的 WebSocketSession 是 websocket 连接中的会话

TextMessage  收到的消息是什么

Throwable      对象记录了异常信息

CloseStatus    关闭的状态

修改上述代码，将这个服务器改造成一个回显服务器，直接返回收到的数据：

2）把上述类的实例，给注册到spring 里面，配置路由（关联上哪个路径对应上述handler）

创建一个类，实现 WebSocketConfigurer 接口，重写这个接口里面的方法

服务器端代码编写完成。

实现客户端代码，js 这里的websocket代码编写：

在js这里创建websocket实例的时候，需要传入路由。

这里的ws 是协议名，websocket 的缩写。 

这里的 test 路径需要和前面服务器中的路径对应起来，否则就会404.

接下来，给这个创建的websocket实例注册一些回调函数。

 

 添加点击事件等：

 客户端代码编写完毕，接下来验证一下这个程序。

启动服务器，输入url后，界面显示如下：

 查看控制台打印信息：

 输入信息，并点击发送：

查看Fillder 抓包结果：

 

这里的101 表示协议切换。使用记事本查看请求报文：

 这个请求的发起是 js 这里的代码发起的：

查看响应报文：

 查看服务器打印信息：

以上就是 基于 Spring 的 websocket api 写一个简单的hello world程序的所有流程

🐇三、WebSocket和HTTP的区别

1.HTTP是单向的，客户端发送请求，服务器发送响应。举个例子，当一个用户向服务器发送一个请求这个请求以HTTP或HTTPS的形式出现，在接收到一个请求服务器向客户端发送响应后，每个请求都与相应的响应相关联，在发送响应后，连接被关闭，每个HTTP或HTTPS请求每次都建立到服务器的新连接，在得到响应后，连接自动终止 。

2.WebSocket是双向通信协议，模拟Socket协议，可以双向发送或接受信息 。它以ws://或wss://开头。它是一个有状态协议，这意味着客户端和服务器之间的连接将保持活动状态，直到被任何一方（客户端或服务器）终止。在通过客户端和服务器中的任何一方关闭连接之后，连接将从两端终止。