SpringBoot 集成 WebSocket，实现后台向前端推送信息
在一次项目开发中，使用到了Netty网络应用框架，以及MQTT进行消息数据的收发，这其中需要后台来将获取到
的消息主动推送给前端，于是就使用到了MQTT，特此记录一下。
1、什么是websocket？
WebSocket协议是基于TCP的一种新的网络协议。它实现了客户端与服务器全双工通信，学过计算机网络都知道，
既然是全双工，就说明了服务器可以主动发送信息给客户端 。这与我们的推送技术或者是多人在线聊天的功能不
谋而合。
为什么不使用HTTP 协议呢？这是因为HTTP是单工通信，通信只能由客户端发起，客户端请求一下，服务器处理
一下，这就太麻烦了。于是websocket应运而生。
下面我们就直接开始使用Springboot开始整合。以下案例都在我自己的电脑上测试成功，你可以根据自己的功能
进行修改即可。
2、使用步骤
2.1 添加依赖
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.5.0</version>
<relativePath/>
</parent>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>springboot-websocket</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>springboot-websocket</name>
<description>springboot-websocket</description>
<properties>
<java.version>1.8</java.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<version>1.18.10</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
<version>1.7.25</version>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
2.2 启用Springboot对WebSocket的支持
package com.example.websocket;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;
/**
* @Description: 开启WebSocket支持
*/
@Configuration
public class WebSocketConfig {
@Bean
public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
return new ServerEndpointExporter();
}
}
2.3 核心配置WebSocketServer
因为WebSocket是类似客户端服务端的形式(采用ws协议)，那么这里的WebSocketServer其实就相当于一个ws协
议的Controller。
-
@ServerEndpoint 注解是一个类层次的注解，它的功能主要是将目前的类定义成一个websocket服务器端，
注解的值将被用于监听用户连接的终端访问URL地址，客户端可以通过这个URL来连接到WebSocket服务器
端。
-
新建一个ConcurrentHashMap webSocketMap 用于接收当前userId的WebSocket，方便传递之间对userId
进行推送消息。
下面是具体业务代码：
package com.example.websocket;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.stereotype.Service;
import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.PathParam;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
/**
* @Description:
* @ServerEndpoint 注解是一个类层次的注解，它的功能主要是将目前的类定义成一个websocket服务器端,
* 注解的值将被用于监听用户连接的终端访问URL地址,客户端可以通过这个URL来连接到WebSocket服务器端
*/
@Component
@Slf4j
@Service
@ServerEndpoint("/api/websocket/{sid}")
public class WebSocketServer {
// 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。
private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer>();
//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;
//接收sid
private String sid = "";
/**
* 连接建立成功调用的方法
*/
@OnOpen
public void onOpen(Session session, @PathParam("sid") String sid) {
this.session = session;
//加入set中
webSocketSet.add(this);
this.sid = sid;
//在线数加1
addOnlineCount();
try {
sendMessage("conn_success");
log.info("有新窗口开始监听:" + sid + ",当前在线人数为:" + getOnlineCount());
} catch (IOException e) {
log.error("websocket IO Exception");
}
}
/**
* 连接关闭调用的方法
*/
@OnClose
public void onClose() {
//从set中删除
webSocketSet.remove(this);
//在线数减1
subOnlineCount();
//断开连接情况下，更新主板占用情况为释放
log.info("释放的sid为：" + sid);
//这里写你 释放的时候，要处理的业务
log.info("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
*/
@OnMessage
public void onMessage(String message, Session session) {
log.info("收到来自窗口" + sid + "的信息:" + message);
//群发消息
for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
try {
item.sendMessage(message);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* @Param session
* @Param error
*/
@OnError
public void onError(Session session, Throwable error) {
log.error("发生错误");
error.printStackTrace();
}
/**
* 实现服务器主动推送
*/
public void sendMessage(String message) throws IOException {
this.session.getBasicRemote().sendText(message);
}
/**
* 群发自定义消息
*/
public static void sendInfo(String message, @PathParam("sid") String sid) throws IOException {
log.info("推送消息到窗口" + sid + "，推送内容:" + message);
for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
try {
//这里可以设定只推送给这个sid的，为null则全部推送
if (sid == null) {
// item.sendMessage(message);
} else if (item.sid.equals(sid)) {
item.sendMessage(message);
}
} catch (IOException e) {
continue;
}
}
}
public static synchronized int getOnlineCount() {
return onlineCount;
}
public static synchronized void addOnlineCount() {
WebSocketServer.onlineCount++;
}
public static synchronized void subOnlineCount() {
WebSocketServer.onlineCount--;
}
public static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> getWebSocketSet() {
return webSocketSet;
}
}
配置文件
spring.web.resources.static-locations=classpath:/static
2.4 测试Controller
package com.example.controller;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
@Controller
public class IndexController {
@RequestMapping("/index")
public String index() {
return "index.html";
}
}
2.5 启动类
package com.example;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
2.6 测试页面index.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Java后端WebSocket的Tomcat实现</title>
<script type="text/javascript" src="js/jquery.min.js"></script>
</head>
<body>
<h1>Welcome</h1>
<br/><input id="text" type="text" />
<button onclick="send()">发送消息</button>
<hr/>
<button onclick="closeWebSocket()">关闭WebSocket连接</button>
<hr/>
<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) {
//改成你的地址
websocket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8080/api/websocket/100");
} else {
alert('当前浏览器 Not support websocket')
}
//连接发生错误的回调方法
websocket.onerror = function() {
setMessageInnerHTML("WebSocket连接发生错误");
};
//连接成功建立的回调方法
websocket.onopen = function() {
setMessageInnerHTML("WebSocket连接成功");
}
var U01data, Uidata, Usdata
//接收到消息的回调方法
websocket.onmessage = function(event) {
console.log(event);
setMessageInnerHTML(event);
setechart()
}
//连接关闭的回调方法
websocket.onclose = function() {
setMessageInnerHTML("WebSocket连接关闭");
}
//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() {
closeWebSocket();
}
//将消息显示在网页上
function setMessageInnerHTML(innerHTML) {
document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';
}
//关闭WebSocket连接
function closeWebSocket() {
websocket.close();
}
//发送消息
function send() {
var message = document.getElementById('text').value;
websocket.send('{"msg":"' + message + '"}');
setMessageInnerHTML(message + " ");
}
</script>
</html>
2.7 结果展示
启动浏览器窗口访问：http://localhost:8080/index
后台出现：
2022-08-16 18:18:11.931 INFO 796 --- [nio-8080-exec-3] com.example.websocket.WebSocketServer : 有新窗口开始监听:100,当前在线人数为:1
多次访问：
2022-08-16 18:18:11.931 INFO 796 --- [nio-8080-exec-3] com.example.websocket.WebSocketServer : 有新窗口开始监听:100,当前在线人数为:1
2022-08-16 18:19:27.054 INFO 796 --- [nio-8080-exec-6] com.example.websocket.WebSocketServer : 释放的sid为：100
2022-08-16 18:19:27.055 INFO 796 --- [nio-8080-exec-6] com.example.websocket.WebSocketServer : 有一连接关闭！当前在线人数为0
2022-08-16 18:19:27.107 INFO 796 --- [nio-8080-exec-9] com.example.websocket.WebSocketServer : 有新窗口开始监听:100,当前在线人数为:1
2022-08-16 18:19:28.332 INFO 796 --- [io-8080-exec-10] com.example.websocket.WebSocketServer : 释放的sid为：100
2022-08-16 18:19:28.332 INFO 796 --- [io-8080-exec-10] com.example.websocket.WebSocketServer : 有一连接关闭！当前在线人数为0
2022-08-16 18:19:28.383 INFO 796 --- [nio-8080-exec-3] com.example.websocket.WebSocketServer : 有新窗口开始监听:100,当前在线人数为:1
2022-08-16 18:19:29.811 INFO 796 --- [nio-8080-exec-4] com.example.websocket.WebSocketServer : 释放的sid为：100
2022-08-16 18:19:29.811 INFO 796 --- [nio-8080-exec-4] com.example.websocket.WebSocketServer : 有一连接关闭！当前在线人数为0
2022-08-16 18:19:29.860 INFO 796 --- [nio-8080-exec-7] com.example.websocket.WebSocketServer : 有新窗口开始监听:100,当前在线人数为:1
前台显示：
发送消息：
后台显示：
2022-08-16 18:21:58.602 INFO 796 --- [nio-8080-exec-4] com.example.websocket.WebSocketServer : 收到来自窗口100的信息:{"msg":"hello world"}
2022-08-16 18:22:03.098 INFO 796 --- [nio-8080-exec-5] com.example.websocket.WebSocketServer : 收到来自窗口100的信息:{"msg":"hihao"}
3、总结
这中间我遇到一个问题，就是说WebSocket启动的时候优先于spring容器，从而导致在WebSocketServer中调用
业务Service会报空指针异常，所以需要在WebSocketServer中将所需要用到的service给静态初始化一下：如下所
示：
@Component
@Slf4j
@Service
@ServerEndpoint("/api/websocket/{sid}")
public class WebSocketServer {
// 静态初始化用到的Service
public static IDetRecordService detRecordService;
}
还需要做如下配置：
@Configuration
public class WebSocketConfig {
@Bean
public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
return new ServerEndpointExporter();
}
@Autowired
// 提前注入Spring
private void setRedisService(IDetRecordService iDetRecordService){
WebSocketServer.detRecordService= iDetRecordService;
}
}
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