现很多网站为了实现即时通讯,所用的技术都是轮询(polling)。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 request,然后由服务器返回最新的数据给客服端的浏览器。这种传统的HTTP request 的模式带来很明显的缺点 – 浏览器需要不断的向服务器发出请求,然而HTTP request 的header是非常长的,里面包含的数据可能只是一个很小的值,这样会占用很多的带宽。

而最比较新的技术去做轮询的效果是Comet – 用了AJAX。但这种技术虽然可达到全双工通信,但依然需要发出请求。

在 WebSocket API,浏览器和服务器只需要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。

轮询是最原始的实现实时Web应用的解决方案。轮询技术要求客户端以设定的时间间隔周期性地向服务端发送请求,频繁地查询是否有新的数据改动。明显地,这种方法会导致过多不必要的请求,浪费流量和服务器资源。

Comet技术又可以分为长轮询和流技术。长轮询改进了上述的轮询技术,减小了无用的请求。它会为某些数据设定过期时间,当数据过期后才会向服务端发送请求;这种机制适合数据的改动不是特别频繁的情况。流技术通常是指客户端使用一个隐藏的窗口与服务端建立一个HTTP长连接,服务端会不断更新连接状态以保持HTTP长连接存活;这样的话,服务端就可以通过这条长连接主动将数据发送给客户端;流技术在大并发环境下,可能会考验到服务端的性能。

这两种技术都是基于请求-应答模式,都不算是真正意义上的实时技术;它们的每一次请求、应答,都浪费了一定流量在相同的头部信息上,并且开发复杂度也较大。

伴随着HTML5推出的WebSocket,真正实现了Web的实时通信,使B/S模式具备了C/S模式的实时通信能力。WebSocket的工作流程是这样的:浏览器通过JavaScript向服务端发出建立WebSocket连接的请求,在WebSocket连接建立成功后,客户端和服务端就可以通过TCP连接传输数据。因为WebSocket连接本质上是TCP连接,不需要每次传输都带上重复的头部数据,所以它的数据传输量比轮询和Comet技术小了很多。本文不详细地介绍WebSocket规范,主要介绍下WebSocket在Java Web中的实现。

Tomcat7.0.47上才能运行。


<%@ page language= "java"  import= "java.util.*"  pageEncoding= "UTF-8" %>
<%
String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme()+ "://" +request.getServerName()+ ":" +request.getServerPort()+path+ "/" ;
%>
 
<!DOCTYPE HTML>
<html>
   <head>
     <base href= "<%=basePath%>" >
     <title>My WebSocket</title>
   </head>
   
   <body>
     Welcome<br/>
     <input id= "text"  type= "text"  /><button onclick= "send()" >Send</button>    <button onclick= "closeWebSocket()" >Close</button>
     <div id= "message" >
     </div>
   </body>
   
   <script type= "text/javascript" >
       var  websocket =  null ;
       
       //判断当前浏览器是否支持WebSocket
       if ( 'WebSocket'  in  window){
           websocket =  new  WebSocket( "ws://localhost:8080/MyWebSocket/websocket" );
       }
       else {
           alert( 'Not support websocket' )
       }
       
       //连接发生错误的回调方法
       websocket.onerror =  function (){
           setMessageInnerHTML( "error" );
       };
       
       //连接成功建立的回调方法
       websocket.onopen =  function (event){
           setMessageInnerHTML( "open" );
       }
       
       //接收到消息的回调方法
       websocket.onmessage =  function (){
           setMessageInnerHTML(event.data);
       }
       
       //连接关闭的回调方法
       websocket.onclose =  function (){
           setMessageInnerHTML( "close" );
       }
       
       //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 (){
           websocket.close();
       }
       
       //将消息显示在网页上
       function  setMessageInnerHTML(innerHTML){
           document.getElementById( 'message' ).innerHTML += innerHTML +  '<br/>' ;
       }
       
       //关闭连接
       function  closeWebSocket(){
           websocket.close();
       }
       
       //发送消息
       function  send(){
           var  message = document.getElementById( 'text' ).value;
           websocket.send(message);
       }
   </script>
</html>
Java Web后端代码:

package  com.chen.websocket;
import  java.io.IOException;
import  java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
 
import  javax.websocket.OnClose;
import  javax.websocket.OnError;
import  javax.websocket.OnMessage;
import  javax.websocket.OnOpen;
import  javax.websocket.Session;
import  javax.websocket.server.ServerEndpoint;
 
//该注解用来指定一个URI,客户端可以通过这个URI来连接到WebSocket。类似Servlet的注解mapping
@ServerEndpoint ( "/websocket" )
public  class  MyWebSocket {
     //静态变量,用来记录当前在线连接数。应该把它设计成线程安全的。
     private  static  int  onlineCount =  0 ;
     
     //concurrent包的线程安全Set,用来存放每个客户端对应的MyWebSocket对象。若要实现服务端与单一客户端通信的话,可以使用Map来存放,其中Key可以为用户标识
     private  static  CopyOnWriteArraySet<MyWebSocket> webSocketSet =  new  CopyOnWriteArraySet<MyWebSocket>();
     
     //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
     private  Session session;
     
     /**
      * 连接建立成功调用的方法
      * @param session  可选的参数。session为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
      */
     @OnOpen
     public  void  onOpen(Session session){
         this .session = session;
         webSocketSet.add( this );      //加入set中
         addOnlineCount();            //在线数加1
         System.out.println( "有新连接加入!当前在线人数为"  + getOnlineCount());
     }
     
     /**
      * 连接关闭调用的方法
      */
     @OnClose
     public  void  onClose(){
         webSocketSet.remove( this );   //从set中删除
         subOnlineCount();            //在线数减1    
         System.out.println( "有一连接关闭!当前在线人数为"  + getOnlineCount());
     }
     
     /**
      * 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
      * @param session 可选的参数
      */
     @OnMessage
     public  void  onMessage(String message, Session session) {
         System.out.println( "来自客户端的消息:"  + message);
         
         //群发消息
         for (MyWebSocket item: webSocketSet){             
             try  {
                 item.sendMessage(message);
             }  catch  (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
                 continue ;
             }
         }
     }
     
     /**
      * 发生错误时调用
      * @param session
      * @param error
      */
     @OnError
     public  void  onError(Session session, Throwable error){
         System.out.println( "发生错误" );
         error.printStackTrace();
     }
     
     /**
      * 这个方法与上面几个方法不一样。没有用注解,是根据自己需要添加的方法。
      * @param message
      * @throws IOException
      */
     public  void  sendMessage(String message)  throws  IOException{
         this .session.getBasicRemote().sendText(message);
         //this.session.getAsyncRemote().sendText(message);
     }
 
     public  static  synchronized  int  getOnlineCount() {
         return  onlineCount;
     }
 
     public  static  synchronized  void  addOnlineCount() {
         MyWebSocket.onlineCount++;
     }
     
     public  static  synchronized  void  subOnlineCount() {
         MyWebSocket.onlineCount--;
     }
}


该Demo在以下环境测试过:

1.Jdk7+Tomcat7.0.47

2.Jdk7+Tomcat7.0.52

3.Jdk7+Tomcat8.0.3

4.Jdk7+Glassfish4

注意事项:在Eclipse或者MyEclipse中,需要添加Tomcat的library。直接拷贝Tomcat里lib目录下的jar包有时会出错。