前言
今天在慕课网上看到了Java的新教程（Netty入门之WebSocket初体验）：https://www.imooc.com/learn/941
WebSocket我是听得很多，没有真正使用过的技术。我之前也去了解过了WebSocket究竟是什么东西，不过一直没有去实践过。
我在写监听器博文的时候，在线人数功能用监听器的是来做，在评论有说使用WebSocket的方式会更加好。
那么，我们就来探究一下WebSocket究竟是什么东西，顺便了解一下Netty！
WebSocket介绍
什么是WebSocket
WebSocket是一个协议，归属于IETF。
- HTTP是运行在TCP协议传输层上的应用协议，而WebSocket是通过HTTP协议协商如何连接，然后独立运行在TCP协议传输层上的应用协议。
- Websocket是一个持久化的协议，相对于HTTP这种非持久的协议来说。
- websocket约定了一个通信的规范，通过一个握手的机制，客户端和服务器之间能建立一个类似tcp的连接，从而方便它们之间的通信
为什么需要WebSocket
添加WebSocket特性，是为了更好、更灵活，轻量的与服务器通讯。因为WebSocket提供了简单的消息规范，可以更快的适应长连接的环境，其实现在HTTP协议自身就可以做，但是不太轻便。
WebSocket最大的特点就是实现全双工通信：客户端能够实时推送消息给服务端，服务端也能够实时推送消息给客户端。
WebSocket可以做聊天室，股票实时价格显示等应用
纠正WebSocket误区
WebSocket是一种应用协议，而我们常常看到了HTML5 WebSocket是API,不要将其进行混淆。
广义上的 HTML5 里面包含的是 WebSocket API，并不是 WebSocket。简单的说，可以把 WebSocket 当成 HTTP，WebSocket API 当成 Ajax。
Netty介绍
什么是Netty
知乎的@郭无心总结得很好，我下面就摘抄一下了(链接在下方)：
Netty是什么？
- 1）本质：JBoss做的一个Jar包
- 2）目的：快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序
- 3）优点：提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具
通俗的说：一个好使的处理Socket的东东
如果没有Netty？
远古：java.net + java.io
近代：java.nio
其他：Mina，Grizzly
简单来说：
- 你想写个tomcat一样的Server，可以用netty。
- 你想写一个即时通讯的应用，可以用netty。
- 你想实现一个高性能Rpc框架，可以用netty。
Netty优势
Netty优势：API简单，性能高，入门门槛低，成熟稳健，修复了很多原生NIO的bug
回到课程中来
课程是以Netty实现WebSocket来进行讲解的，也就上边所说的：用Netty来实现即时通信的应用
源码下载地址：https://img.mukewang.com/down/5a6e804c0001970d00000000.zip
首先创建了一个全局配置类，WebSocket是全双工通信的，它是通过通道来进行通信，因此配置了系统通道组，管理所有的通道
/** * 存储整个工程的全局配置 * @author liuyazhuang * */public class NettyConfig { ???????/** ????* 存储每一个客户端接入进来时的channel对象 ????*/ ???public static ChannelGroup group = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);}配置一些通道的信息(可以理解成Servlet时配置request对象的charset、response对象的缓存)
/** * 初始化连接时候的各个组件 * @author liuyazhuang * */public class MyWebSocketChannelHandler extends ChannelInitializer<SocketChannel> { ???//配置通道的一些编码格式、数据大小、处理器(交由谁处理) ???@Override ???protected void initChannel(SocketChannel e) throws Exception { ???????e.pipeline().addLast("http-codec", new HttpServerCodec()); ???????e.pipeline().addLast("aggregator", new HttpObjectAggregator(65536)); ???????e.pipeline().addLast("http-chunked", new ChunkedWriteHandler()); ???????e.pipeline().addLast("handler", new MyWebSocketHandler()); ???}}Netty接收请求，分别处理HTTP请求和WebSocket请求，此部分在视频中单单只是代码编写，并没有做过多的介绍。下面我就整理一下：
- 该类是用于处理请求的核心业务类
- 最重要的方法是：messageReceived()方法，主要判断是HTTP请求还是WebSocket请求
- 是HTTP请求时，就handHttpRequest()来进行处理，该方法判断是否有握手的倾向，
- 如果不是WebSocket握手请求消息,那么直接返回HTTP 400 BAD REQUEST 响应给客户端，应答消息，并关闭链接。
- 如果是握手请求，那么就进行握手,将WebSocket相关的编码和解码类动态添加到ChannelPipeline中
- 是websocket则群发，服务端向每个连接上来的客户端群发消息
- 是HTTP请求时，就handHttpRequest()来进行处理，该方法判断是否有握手的倾向，
package com.imooc.netty;import io.netty.buffer.ByteBuf;import io.netty.buffer.Unpooled;import io.netty.channel.ChannelFuture;import io.netty.channel.ChannelFutureListener;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;import io.netty.handler.codec.http.DefaultFullHttpResponse;import io.netty.handler.codec.http.FullHttpRequest;import io.netty.handler.codec.http.HttpResponseStatus;import io.netty.handler.codec.http.HttpVersion;import io.netty.handler.codec.http.websocketx.*;import io.netty.util.CharsetUtil;import java.util.Date;/** * 接收/处理/响应客户端websocket请求的核心业务处理类 * * @author liuyazhuang */public class MyWebSocketHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Object> { ???private WebSocketServerHandshaker handshaker; ???private static final String WEB_SOCKET_URL = "ws://localhost:8888/websocket"; ???//客户端与服务端创建连接的时候调用 ???@Override ???public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ???????NettyConfig.group.add(ctx.channel()); ???????System.out.println("客户端与服务端连接开启..."); ???} ???//客户端与服务端断开连接的时候调用 ???@Override ???public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ???????NettyConfig.group.remove(ctx.channel()); ???????System.out.println("客户端与服务端连接关闭..."); ???} ???//服务端接收客户端发送过来的数据结束之后调用 ???@Override ???public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { ???????ctx.flush(); ???} ???//工程出现异常的时候调用 ???@Override ???public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { ???????cause.printStackTrace(); ???????ctx.close(); ???} ???//服务端处理客户端websocket请求的核心方法 ???@Override ???protected void messageReceived(ChannelHandlerContext context, Object msg) throws Exception { ???????// 传统的HTTP接入 ???????//第一次握手请求消息由HTTP协议承载，所以它是一个HTTP消息，执行handleHttpRequest方法来处理WebSocket握手请求。 ???????if (msg instanceof FullHttpRequest) { ???????????handHttpRequest(context, (FullHttpRequest) msg); ???????} ???????// WebSocket接入 ???????// 客户端通过文本框提交请求消息给服务端，WebSocketServerHandler接收到的是已经解码后的WebSocketFrame消息。 ???????else if (msg instanceof WebSocketFrame) { ???????????handWebsocketFrame(context, (WebSocketFrame) msg); ???????} ???} ???/** ????* 处理客户端向服务端发起http握手请求的业务 ????* ????* @param ctx ????* @param req ????*/ ???private void handHttpRequest(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest req) { ???????//如果不是WebSocket握手请求消息，那么就返回 HTTP 400 BAD REQUEST 响应给客户端。 ???????if (!req.getDecoderResult().isSuccess() ???????????????|| !("websocket".equals(req.headers().get("Upgrade")))) { ???????????sendHttpResponse(ctx, req, ???????????????????new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpResponseStatus.BAD_REQUEST)); ???????????return; ???????} ???????//如果是握手请求，那么就进行握手 ???????WebSocketServerHandshakerFactory wsFactory = new WebSocketServerHandshakerFactory( ???????????????WEB_SOCKET_URL, null, false); ???????handshaker = wsFactory.newHandshaker(req); ???????if (handshaker == null) { ???????????WebSocketServerHandshakerFactory.sendUnsupportedWebSocketVersionResponse(ctx.channel()); ???????} else { ???????????// 通过它构造握手响应消息返回给客户端， ???????????// 同时将WebSocket相关的编码和解码类动态添加到ChannelPipeline中，用于WebSocket消息的编解码， ???????????// 添加WebSocketEncoder和WebSocketDecoder之后，服务端就可以自动对WebSocket消息进行编解码了 ???????????handshaker.handshake(ctx.channel(), req); ???????} ???} ???/** ????* 处理客户端与服务端之前的websocket业务 ????* ????* @param ctx ????* @param frame ????*/ ???private void handWebsocketFrame(ChannelHandlerContext ctx, WebSocketFrame frame) { ???????//判断是否是关闭websocket的指令 ???????if (frame instanceof CloseWebSocketFrame) { ???????????handshaker.close(ctx.channel(), (CloseWebSocketFrame) frame.retain()); ???????} ???????//判断是否是ping消息 ???????if (frame instanceof PingWebSocketFrame) { ???????????ctx.channel().write(new PongWebSocketFrame(frame.content().retain())); ???????????return; ???????} ???????//判断是否是二进制消息，如果是二进制消息，抛出异常 ???????if (!(frame instanceof TextWebSocketFrame)) { ???????????System.out.println("目前我们不支持二进制消息"); ???????????throw new RuntimeException("【" + this.getClass().getName() + "】不支持消息"); ???????} ???????//返回应答消息 ???????//获取客户端向服务端发送的消息 ???????String request = ((TextWebSocketFrame) frame).text(); ???????System.out.println("服务端收到客户端的消息====>>>" + request); ???????TextWebSocketFrame tws = new TextWebSocketFrame(new Date().toString() ???????????????+ ctx.channel().id() ???????????????+ " ===>>> " ???????????????+ request); ???????//群发，服务端向每个连接上来的客户端群发消息 ???????NettyConfig.group.writeAndFlush(tws); ???} ???/** ????* 服务端向客户端响应消息 ????* ????* @param ctx ????* @param req ????* @param res ????*/ ???private void sendHttpResponse(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest req, ?????????????????????????????????DefaultFullHttpResponse res) { ???????// 返回应答给客户端 ???????if (res.getStatus().code() != 200) { ???????????ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer(res.getStatus().toString(), CharsetUtil.UTF_8); ???????????res.content().writeBytes(buf); ???????????buf.release(); ???????} ???????// 如果是非Keep-Alive，关闭连接 ???????ChannelFuture f = ctx.channel().writeAndFlush(res); ???????if (res.getStatus().code() != 200) { ???????????f.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE); ???????} ???}}最后，编写入口程序：启动WebSocket服务
package com.imooc.netty;import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;import io.netty.channel.Channel;import io.netty.channel.EventLoopGroup;import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;/** * 程序的入口，负责启动应用 * @author liuyazhuang * */public class Main { ???public static void main(String[] args) { ???????EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); ???????EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup(); ???????try { ???????????ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); ???????????b.group(bossGroup, workGroup); ???????????b.channel(NioServerSocketChannel.class); ???????????b.childHandler(new MyWebSocketChannelHandler()); ???????????System.out.println("服务端开启等待客户端连接...."); ???????????Channel ch = b.bind(8888).sync().channel(); ???????????ch.closeFuture().sync(); ???????} catch (Exception e) { ???????????e.printStackTrace(); ???????}finally{ ???????????//优雅的退出程序 ???????????bossGroup.shutdownGracefully(); ???????????workGroup.shutdownGracefully(); ???????} ???}}客户端代码：
<html> ???<head> ???????<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset = utf-8"/> ???????<title>WebSocket客户端</title> ???<script type="text/javascript"> ???????var socket; ???????if(!window.WebSocket){ ???????????window.WebSocket = window.MozWebSocket; ???????} ???????if(window.WebSocket){ ???????????socket = new WebSocket("ws://localhost:8888/websocket"); ???????????socket.onmessage = function(event){ ???????????????var ta = document.getElementById(‘responseContent‘); ???????????????ta.value += event.data + "\r\n"; ???????????}; ???????????socket.onopen = function(event){ ???????????????var ta = document.getElementById(‘responseContent‘); ???????????????ta.value = "你当前的浏览器支持WebSocket,请进行后续操作\r\n"; ???????????}; ???????????socket.onclose = function(event){ ???????????????var ta = document.getElementById(‘responseContent‘); ???????????????ta.value = ""; ???????????????ta.value = "WebSocket连接已经关闭\r\n"; ???????????}; ???????}else{ ???????????alert("您的浏览器不支持WebSocket"); ???????} ???????function send(message){ ???????????if(!window.WebSocket){ ???????????????return; ???????????} ???????????if(socket.readyState == WebSocket.OPEN){ ???????????????socket.send(message); ???????????}else{ ???????????????alert("WebSocket连接没有建立成功！！"); ???????????} ???????} ???</script> ???</head> ???<body> ???????<form onSubmit="return false;"> ???????????<input type = "text" name = "message" value = ""/> ???????????<br/><br/> ???????????<input type = "button" value = "发送WebSocket请求消息" onClick = "send(this.form.message.value)"/> ???????????<hr color="red"/> ???????????<h2>客户端接收到服务端返回的应答消息</h2> ???????????<textarea id = "responseContent" style = "width:1024px; height:300px"></textarea> ???????</form> ???</body></html>实际使用WebSocket
上面的例子讲解了Netty实现WebSocket，一般我们使用WebSocket不会自己来实现，都是用现成的工具包来进行实现。
我查到的常用的方式有两种：
- Tomcat实现WebSocket
- 整合Spring实现WebSocket
这一部分我就不再赘述了，等我用到的时候再补教程吧，先mark下相关的博客：
- Tomcat实现
- Spring整合和Tomcat实现
- 基于Java实现
总结
WebSocket最大的特点就是长连接，能够实时推送数据。
参考链接：
- WebSocket知乎问题
- WebSocket原理
- WebSocket原理
- Netty知乎问题
- chunk编码什么用
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