WebSocket
WebSocket
协议是基于TCP
的一种新的网络协议,它实现了浏览器与服务器全双工(full-duplex)通信
,允许服务器主动发送信息给客户端
优点及作用
Http协议的弊端:
- Http协议为半双工协议。(半双工:同一时刻,数据只能在客户端和服务端一个方向上传输)
- Http协议冗长且繁琐
- 易收到攻击,如长轮询
- 非持久化协议
WebSocket的特性:
- 单一的 TCP 连接,采用全双工模式通信
- 对代理、防火墙和路由器透明
- 无头部信息和身份验证
- 无安全开销
- 通过 ping/pong 帧保持链路激活
- 持久化协议,连接建立后,服务器可以主动传递消息给客户端,不再需要客户端轮询
实现原理
在实现Websocket
连线过程中,需要通过浏览器发出Websocket
连线请求,然后服务器发出回应,这个过程通常称为握手 。在 WebSocket API
,浏览器和服务器只需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。在此WebSocket
协议中,为我们实现即时服务带来了两大好处:
Header 互相沟通的Header是很小的-大概只有 2 Bytes
GET ws://localhost:5050/websocket HTTP/1.1Host: localhost:5050Connection: UpgradePragma: no-cacheCache-Control: no-cacheUpgrade: websocketOrigin: http://localhost:63342Sec-WebSocket-Version: 13User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/61.0.3163.79 Safari/537.36Accept-Encoding: gzip, deflate, brAccept-Language: zh-CN,zh;q=0.8Cookie: Idea-d796403=9d25c0a7-d062-4c0f-a2ff-e4da09ea564eSec-WebSocket-Key: IzEaiuZLxeIhjjYDdTp+1g==Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits
Sec-WebSocket-Key
是随机生成的,服务端会使用它加密后作为 Sec-WebSocket-Accept
的值返回;Sec-WebSocket-Protocol
是一个用户定义的字符串,用来区分同URL下,不同的服务所需要的协议;Sec-WebSocket-Version
是告诉服务器所使用的Websocket Draft(协议版本)
Server Push 服务器的推送,服务器不再被动的接收到浏览器的请求之后才返回数据,而是在有新数据时就主动推送给浏览器。
HTTP/1.1 101 Switching Protocolsupgrade: websocketconnection: Upgradesec-websocket-accept: nO+qX20rjrTLHaG6iQyllO8KEmA=
经过服务器的返回处理后连接握手成功,后面就可以进行TCP通讯,WebSocket
在握手后发送数据并象下层TCP
协议那样由用户自定义,还是需要遵循对应的应用协议规范…
WebSocket服务
定义初始化参数
public interface Init { int PORT = 5050; String HOST = "localhost"; String WEB_SOCKET_URL = String.format("ws://%s:%d/websocket", HOST, PORT);}
创建一个WebSocketServer
类,然后重写初始化事件(基本上与上一章编写的文件下载
类似,都需要依赖HTTP
的解码器与通信支持的模块…)
public class WebSocketServer { private static final Logger LOG = Logger.getLogger(WebSocketServer.class.getName()); public static void run(int port) throws Exception { EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); try { ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) .channel(NioServerSocketChannel.class) .childHandler(new ChannelInitializer() { @Override protected void initChannel(Channel channel) throws Exception {ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();pipeline.addLast("http-codec", new HttpServerCodec()); // Http消息编码解码pipeline.addLast("aggregator", new HttpObjectAggregator(65536)); // Http消息组装pipeline.addLast("http-chunked", new ChunkedWriteHandler()); // WebSocket通信支持pipeline.addLast("handler", new WebSocketServerHandler()); // WebSocket服务端Handler } }); Channel channel = bootstrap.bind(port).sync().channel(); LOG.info("WebSocket 已经启动,端口:" + port + "."); channel.closeFuture().sync(); } finally { bossGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully(); } } public static void main(String[] args) throws Exception { WebSocketServer.run(Init.PORT); }}
创建WebSocketServerHandler
,重写以下三个方法
- messageReceived:消息接收,判断请求消息来源,从而做不同处理
- channelReadComplete:
Channel
读取完毕后执行的回调操作 - exceptionCaught:异常后回调操作
public class WebSocketServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler
第一次握手
请求是由HTTP
协议承载来完成握手请求操作
定义handleHttpRequest
与sendHttpResponse
方法,处理HTTP
的请求,首先判断是否为WebSocket握手请求
,如果不是则抛出错误消息
private void handleHttpRequest(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest req) throws Exception { // 如果HTTP解码失败,返回HHTP异常 if (!req.decoderResult().isSuccess() || (!"websocket".equals(req.headers().get("Upgrade")))) { sendHttpResponse(ctx, req, new DefaultFullHttpResponse(HTTP_1_1, BAD_REQUEST)); return; } // 构造握手响应返回,本机测试 WebSocketServerHandshakerFactory wsFactory = new WebSocketServerHandshakerFactory(Init.WEB_SOCKET_URL, null, false); handshaker = wsFactory.newHandshaker(req); if (handshaker == null) { WebSocketServerHandshakerFactory.sendUnsupportedVersionResponse(ctx.channel()); } else { handshaker.handshake(ctx.channel(), req); }}private static void sendHttpResponse(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest req, FullHttpResponse res) { // 返回应答给客户端 if (res.status().code() != 200) { ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer(res.status().toString(), CharsetUtil.UTF_8); res.content().writeBytes(buf); buf.release(); setContentLength(res, res.content().readableBytes()); } // 如果是非Keep-Alive,关闭连接 ChannelFuture f = ctx.channel().writeAndFlush(res); if (!isKeepAlive(req) || res.status().code() != 200) { f.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE); }}
来源地址:https://blog.csdn.net/weixin_37948564/article/details/129502514