一、 简介1.1 什么是WebSocket
WebSocket是一种协议，用于在Web应用程序和服务器之间建立实时、双向的通信连接。它通过一个单一的TCP连接提供了持久化连接，这使得Web应用程序可以更加实时地传递数据。WebSocket协议最初由W3C开发，并于2011年成为标准。
1.2 WebSocket的优势和劣势
WebSocket的优势包括：
实时性： 由于WebSocket的持久化连接，它可以实现实时的数据传输，避免了Web应用程序需要不断地发送请求以获取最新数据的情况。
双向通信： WebSocket协议支持双向通信，这意味着服务器可以主动向客户端发送数据，而不需要客户端发送请求。
减少网络负载： 由于WebSocket的持久化连接，它可以减少HTTP请求的数量，从而减少了网络负载。
WebSocket的劣势包括：
需要浏览器和服务器都支持： WebSocket是一种相对新的技术，需要浏览器和服务器都支持。一些旧的浏览器和服务器可能不支持WebSocket。
需要额外的开销： WebSocket需要在服务器上维护长时间的连接，这需要额外的开销，包括内存和CPU。
安全问题： 由于WebSocket允许服务器主动向客户端发送数据，可能会存在安全问题。服务器必须保证只向合法的客户端发送数据。
二、 WebSocket的基本概念2.1 WebSocket的协议
WebSocket 协议是一种基于TCP的协议，用于在客户端和服务器之间建立持久连接，并且可以在这个连接上实时地交换数据。WebSocket协议有自己的握手协议，用于建立连接，也有自己的数据传输格式。
当客户端发送一个 WebSocket 请求时，服务器将发送一个协议响应以确认请求。在握手期间，客户端和服务器将协商使用的协议版本、支持的子协议、支持的扩展选项等。一旦握手完成，连接将保持打开状态，客户端和服务器就可以在连接上实时地传递数据。
WebSocket 协议使用的是双向数据传输，即客户端和服务器都可以在任意时间向对方发送数据，而不需要等待对方的请求。它支持二进制数据和文本数据，可以自由地在它们之间进行转换。
总之，WebSocket协议是一种可靠的、高效的、双向的、持久的通信协议，它适用于需要实时通信的Web应用程序，如在线游戏、实时聊天等。
2.2 WebSocket的生命周期
WebSocket 生命周期描述了 WebSocket 连接从创建到关闭的过程。一个 WebSocket 连接包含以下四个主要阶段：
连接建立阶段（Connection Establishment）： 在这个阶段，客户端和服务器之间的 WebSocket 连接被建立。客户端发送一个 WebSocket 握手请求，服务器响应一个握手响应，然后连接就被建立了。
连接开放阶段（Connection Open）： 在这个阶段，WebSocket 连接已经建立并开放，客户端和服务器可以在连接上互相发送数据。
连接关闭阶段（Connection Closing）： 在这个阶段，一个 WebSocket 连接即将被关闭。它可以被客户端或服务器发起，通过发送一个关闭帧来关闭连接。
连接关闭完成阶段（Connection Closed）： 在这个阶段，WebSocket 连接已经完全关闭。客户端和服务器之间的任何交互都将无效。
“
需要注意的是，WebSocket 连接在任何时候都可能关闭，例如网络故障、服务器崩溃等情况都可能导致连接关闭。因此，需要及时处理 WebSocket 连接关闭的事件，以确保应用程序的可靠性和稳定性。
下面是一个简单的 WebSocket 生命周期示意图：
在这个示意图中，客户端向服务器发送一个 WebSocket 握手请求，服务器响应一个握手响应，连接就被建立了。一旦连接建立，客户端和服务器就可以在连接上互相发送数据，直到其中一方发送一个关闭帧来关闭连接。在关闭帧被接收后，连接就会被关闭，WebSocket 连接关闭完成。
2.3 WebSocket的消息格式
WebSocket 的消息格式与 HTTP 请求和响应的消息格式有所不同。WebSocket 的消息格式可以是文本或二进制数据，并且 WebSocket 消息的传输是在一个已经建立的连接上进行的，因此不需要再进行 HTTP 请求和响应的握手操作。
WebSocket 消息格式由两个部分组成：消息头和消息体。
消息头包含以下信息：
FIN： 表示这是一条完整的消息，一般情况下都是1。
RSV1、RSV2、RSV3： 暂时没有使用，一般都是0。
Opcode： 表示消息的类型，包括文本消息、二进制消息等。
Mask： 表示消息是否加密。
Payload length： 表示消息体的长度。
Masking key： 仅在消息需要加密时出现，用于对消息进行解密。
消息体就是实际传输的数据，可以是文本或二进制数据。
2.4 WebSocket的API
WebSocket API 是用于在 Web 应用程序中创建和管理 WebSocket 连接的接口集合。WebSocket API 由浏览器原生支持，无需使用额外的 JavaScript 库或框架，可以直接在 JavaScript 中使用。
下面是一些常用的 WebSocket API：
WebSocket 构造函数： WebSocket 构造函数用于创建 WebSocket 对象。它接受一个 URL 作为参数，表示要连接的 WebSocket 服务器的地址。例如：
let ws = new WebSocket('ws://example.com/ws');WebSocket.send() 方法： WebSocket.send() 方法用于向服务器发送数据。它接受一个参数，表示要发送的数据。数据可以是字符串、Blob 对象或 ArrayBuffer 对象。例如：
ws.send('Hello, server!');WebSocket.onopen 事件： WebSocket.onopen 事件在 WebSocket 连接成功建立时触发。例如：
ws.onopen = function() { console.log('WebSocket 连接已经建立。');};WebSocket.onmessage 事件： WebSocket.onmessage 事件在接收到服务器发送的消息时触发。它的 event 对象包含一个 data 属性，表示接收到的数据。例如：
ws.onmessage = function(event) { console.log('收到服务器消息：', event.data);};WebSocket.onerror 事件： WebSocket.onerror 事件在 WebSocket 连接出现错误时触发。例如：
ws.onerror = function(event) { console.error('WebSocket 连接出现错误：', event);};WebSocket.onclose 事件： WebSocket.onclose 事件在 WebSocket 连接被关闭时触发。例如：
ws.onclose = function() { console.log('WebSocket 连接已经关闭。');};以上是一些常用的 WebSocket API。
三、 在Java中使用WebSocket
依赖：
<dependency>
<groupId>javax.websocket</groupId>
<artifactId>javax.websocket-api</artifactId>
<version>1.1</version>
</dependency>
import javax.websocket.OnClose;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
@ServerEndpoint("/websocket")
public class WebSocketServer {
@OnOpen
public void onOpen(Session session) {
System.out.println("Connection opened: " + session.getId());
sessions.add(session);
}
@OnMessage
public void onMessage(Session session, String message) throws IOException {
System.out.println("Received message: " + message);
session.getBasicRemote().sendText("Server received: " + message);
}
@OnClose
public void onClose(Session session) {
System.out.println("Connection closed: " + session.getId());
sessions.remove(session);
}
private static final Set<Session> sessions = Collections.synchronizedSet(new HashSet<Session>());
}
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