JAVA ｜日常開(kāi)發(fā)中Websocket詳解，WebSocket是一種在單個(gè)TCP連接上進(jìn)行全雙工通信的協(xié)議，它在Web應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)端與服務(wù)器之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。與HTTP不同，WebSocket在建立連接后，客戶(hù)端和服務(wù)器都可以隨時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)，而無(wú)需像HTTP那樣每次請(qǐng)求都需要建立新的連接。這使得WebSocket非常適合需要實(shí)時(shí)通信的場(chǎng)景，如在線(xiàn)聊天、實(shí)時(shí)通知、股票行情推送等。本文將詳細(xì)介紹Java開(kāi)發(fā)中WebSocket的使用，包括基本概念、Java API、使用示例以及注意事項(xiàng)。

前言

在數(shù)字浪潮洶涌澎湃的時(shí)代，程序開(kāi)發(fā)宛如一座神秘而宏偉的魔法城堡，矗立在科技的浩瀚星空中。代碼的字符，似那閃爍的星辰，按照特定的軌跡與節(jié)奏，組合、交織、碰撞，即將開(kāi)啟一場(chǎng)奇妙且充滿(mǎn)無(wú)限可能的創(chuàng)造之旅。當(dāng)空白的文檔界面如同深邃的宇宙等待探索，程序員們則化身無(wú)畏的星辰開(kāi)拓者，指尖在鍵盤(pán)上輕舞，準(zhǔn)備用智慧與邏輯編織出足以改變世界運(yùn)行規(guī)則的程序畫(huà)卷，在 0 和 1 的二進(jìn)制世界里，鐫刻下屬于人類(lèi)創(chuàng)新與突破的不朽印記。

一、Websocket 概述

1.1 定義

Websocket 是一種在單個(gè) TCP 連接上進(jìn)行全雙工通信的協(xié)議。它允許客戶(hù)端和服務(wù)器之間進(jìn)行實(shí)時(shí)的、雙向的數(shù)據(jù)傳輸，與傳統(tǒng)的 HTTP 請(qǐng)求 - 響應(yīng)模式不同，HTTP 是單向的，客戶(hù)端請(qǐng)求，服務(wù)器響應(yīng)后連接就關(guān)閉，而 Websocket 保持連接打開(kāi)，以便隨時(shí)交換數(shù)據(jù)。
例如，在一個(gè)實(shí)時(shí)聊天應(yīng)用中，Websocket 可以讓客戶(hù)端（如瀏覽器）和服務(wù)器之間實(shí)時(shí)地發(fā)送和接收聊天消息，而不需要像傳統(tǒng)的 HTTP 輪詢(xún)那樣頻繁地發(fā)送請(qǐng)求來(lái)檢查是否有新消息。

1.2 優(yōu)勢(shì)

實(shí)時(shí)性高：能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器和客戶(hù)端之間的實(shí)時(shí)通信，數(shù)據(jù)可以即時(shí)地在雙方之間傳遞，減少了延遲。這對(duì)于需要實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景，如股票交易平臺(tái)、在線(xiàn)游戲等非常關(guān)鍵。
高效節(jié)能：相較于傳統(tǒng)的 HTTP 輪詢(xún)（客戶(hù)端定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求來(lái)獲取最新信息），Websocket 避免了頻繁建立和斷開(kāi)連接的開(kāi)銷(xiāo)，從而節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)器資源，提高了效率。
跨平臺(tái)支持：Websocket 協(xié)議是基于 TCP 協(xié)議的，并且在現(xiàn)代瀏覽器和大多數(shù)服務(wù)器環(huán)境中都有良好的支持，這使得它可以方便地用于開(kāi)發(fā)跨平臺(tái)的實(shí)時(shí)應(yīng)用。

二、Websocket 協(xié)議基礎(chǔ)

2.1 握手過(guò)程

Websocket 協(xié)議在建立連接時(shí)需要進(jìn)行握手。客戶(hù)端首先向服務(wù)器發(fā)送一個(gè) HTTP 請(qǐng)求，這個(gè)請(qǐng)求中包含一些特殊的頭部信息，用于表明這是一個(gè) Websocket 請(qǐng)求。例如，請(qǐng)求頭中包含Upgrade: websocket和Connection: Upgrade字段，用于請(qǐng)求將協(xié)議從 HTTP 升級(jí)到 Websocket。
服務(wù)器收到請(qǐng)求后，如果支持 Websocket 協(xié)議并且同意升級(jí)，會(huì)返回一個(gè)響應(yīng)，其中包含101 Switching Protocols狀態(tài)碼，表示協(xié)議切換成功，之后雙方就建立了 Websocket 連接。

2.2 消息格式

Websocket 消息主要有兩種格式：文本格式和二進(jìn)制格式。消息以幀（frame）為單位進(jìn)行傳輸，一個(gè)完整的消息可以由一個(gè)或多個(gè)幀組成。
文本消息以 UTF - 8 編碼進(jìn)行傳輸，方便處理文本數(shù)據(jù)，如聊天消息等。二進(jìn)制格式則適用于傳輸圖像、音頻、視頻等二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸方式

全雙工通信意味著客戶(hù)端和服務(wù)器都可以主動(dòng)發(fā)送消息。在連接建立后，任何一方都可以隨時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，并且不需要等待對(duì)方的請(qǐng)求。例如，服務(wù)器可以主動(dòng)向客戶(hù)端推送實(shí)時(shí)的股票價(jià)格變化，同時(shí)客戶(hù)端也可以向服務(wù)器發(fā)送交易指令。

三、Java 中使用 Websocket

3.1 Java WebSocket API（JSR - 356）

簡(jiǎn)介：Java 提供了 WebSocket API 來(lái)方便地在 Java 應(yīng)用中實(shí)現(xiàn) Websocket 功能。這個(gè) API 定義了客戶(hù)端和服務(wù)器端的接口，使得開(kāi)發(fā)者可以輕松地構(gòu)建 Websocket 應(yīng)用。

服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)示例：

首先，創(chuàng)建一個(gè)@ServerEndpoint注解的類(lèi)來(lái)表示 Websocket 服務(wù)器端點(diǎn)。

import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
@ServerEndpoint("/chat")
public class ChatServer {
    @OnMessage
    public String onMessage(String message) {
        // 簡(jiǎn)單的消息處理，例如將消息轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)
        return message.toUpperCase();
    }
}

在上述示例中，@ServerEndpoint("/chat")注解定義了 Websocket 服務(wù)器端點(diǎn)的路徑為/chat。@OnMessage注解標(biāo)記的方法會(huì)在收到消息時(shí)被調(diào)用，這里只是簡(jiǎn)單地將收到的消息轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)并返回。

客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)示例：

客戶(hù)端需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)WebSocketContainer來(lái)建立連接并發(fā)送和接收消息。

import javax.websocket.ContainerProvider;
import javax.websocket.WebSocketContainer;
import java.net.URI;
public class ChatClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            WebSocketContainer container = ContainerProvider.getWebSocketContainer();
            String uri = "ws://localhost:8080/chat";
            javax.websocket.Session session = container.connectToServer(ChatClientEndpoint.class, new URI(uri));
            // 發(fā)送消息
            session.getBasicRemote().sendText("Hello");
            // 接收消息
            String response = session.getBasicRemote().receiveText();
            System.out.println("收到回復(fù): " + response);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在這個(gè)客戶(hù)端示例中，首先獲取WebSocketContainer，然后通過(guò)connectToServer方法連接到服務(wù)器端點(diǎn)。之后可以使用sendText發(fā)送消息，使用receiveText接收消息。

3.2 第三方庫(kù)（如 Tyrus）

簡(jiǎn)介：Tyrus 是一個(gè)流行的 Websocket 實(shí)現(xiàn)庫(kù)，它提供了豐富的功能和更好的性能。它是 Java EE 規(guī)范的參考實(shí)現(xiàn)，支持 JSR - 356 標(biāo)準(zhǔn)。

示例代碼（服務(wù)器端）：

添加 Tyrus 依賴(lài)到項(xiàng)目（以 Maven 為例）。

<dependency>
    <groupId>org.glassfish.tyrus - servlet</groupId>
    <artifactId>tyrus - servlet</artifactId>
    <version>1.15</version>
</dependency>

創(chuàng)建服務(wù)器端點(diǎn)類(lèi)。

import org.glassfish.tyrus.server.Server;
public class TyrusChatServer {
    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server("localhost", 8080, "/", null, ChatServerEndpoint.class);
        try {
            server.start();
            System.out.println("服務(wù)器已啟動(dòng)");
            // 保持服務(wù)器運(yùn)行
            Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            server.stop();
        }
    }
}

其中ChatServerEndpoint類(lèi)可以類(lèi)似于前面 JSR - 356 中的服務(wù)器端點(diǎn)類(lèi)定義，用于處理消息。

示例代碼（客戶(hù)端）：

同樣需要添加 Tyrus 客戶(hù)端依賴(lài)。

<dependency>
    <groupId>org.glassfish.tyrus - client</groupId>
    <artifactId>tyrus - client</artifactId>
    <version>1.15</version>
</dependency>

客戶(hù)端連接和消息發(fā)送接收示例。

import org.glassfish.tyrus.client.ClientManager;
import javax.websocket.Session;
import java.io.IOException;
import java.net.URI;
public class TyrusChatClient {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ClientManager clientManager = new ClientManager();
            String uri = "ws://localhost:8080/chat";
            Session session = clientManager.connectToServer(ChatClientEndpoint.class, new URI(uri));
            // 發(fā)送消息
            session.getBasicRemote().sendText("Hello");
            // 接收消息
            String response = session.getBasicRemote().receiveText();
            System.out.println("收到回復(fù): " + response);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

四、應(yīng)用場(chǎng)景

4.1 實(shí)時(shí)聊天應(yīng)用

這是 Websocket 最典型的應(yīng)用場(chǎng)景之一。用戶(hù)在瀏覽器中打開(kāi)聊天界面，通過(guò) Websocket 與服務(wù)器建立連接。當(dāng)用戶(hù)發(fā)送聊天消息時(shí)，消息通過(guò) Websocket 即時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器再將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他相關(guān)用戶(hù)的客戶(hù)端，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聊天功能。

4.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)推送（如股票行情、體育賽事比分）

對(duì)于需要實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)的應(yīng)用，如金融領(lǐng)域的股票行情監(jiān)控應(yīng)用，Websocket 可以讓服務(wù)器在股票價(jià)格發(fā)生變化時(shí)，立即將最新價(jià)格推送給客戶(hù)端。體育賽事比分更新也是類(lèi)似的，觀眾可以在瀏覽器中實(shí)時(shí)看到比分的變化，而不需要手動(dòng)刷新頁(yè)面。

4.3 在線(xiàn)游戲

在多人在線(xiàn)游戲中，Websocket 用于實(shí)時(shí)同步玩家的操作和游戲狀態(tài)。例如，在一個(gè)多人競(jìng)技游戲中，玩家的移動(dòng)、攻擊等操作可以通過(guò) Websocket 即時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器再將這些信息廣播給其他玩家，確保游戲的實(shí)時(shí)性和公平性。

結(jié)束語(yǔ)

親愛(ài)的朋友，無(wú)論前路如何漫長(zhǎng)與崎嶇，都請(qǐng)懷揣夢(mèng)想的火種，因?yàn)樵谏畹膹V袤星空中，總有一顆屬于你的璀璨星辰在熠熠生輝，靜候你抵達(dá)。

愿你在這紛繁世間，能時(shí)常收獲微小而確定的幸福，如春日微風(fēng)輕拂面龐，所有的疲憊與煩惱都能被溫柔以待，內(nèi)心永遠(yuǎn)充盈著安寧與慰藉。

至此，文章已至尾聲，而您的故事仍在續(xù)寫(xiě)，不知您對(duì)文中所敘有何獨(dú)特見(jiàn)解？期待您在心中與我對(duì)話(huà)，開(kāi)啟思想的新交流。

到此這篇關(guān)于JAVA 日常開(kāi)發(fā)中Websocket示例詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java Websocket內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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