Java 网络编程中的 WebSocket 和实时通信

websocket 是一种双向通信协议，允许 web 客户端和服务器之间建立低延迟、持久连接，广泛用于构建实时通信应用程序，如聊天和在线游戏。在 java 中，可以使用 websocket api 或第三方库，如 spring websocket。使用 websocket api 建立连接涉及以下步骤：建立 http 连接、握手和升级到 websocket。常见的使用案例是构建多人聊天应用程序，其中服务器端点通过 servlet 处理消息，而客户端可以通过 javascript websocket 对象连接到服务器并发送和接收消息。

Java 网络编程中的 WebSocket 和实时通信

WebSocket 是一个双向全双工通信协议，允许在 Web 客户端和服务器之间建立低延迟、持久连接。它广泛用于构建实时通信应用程序，如聊天、实时协作和在线游戏。

WebSocket 协议简介

WebSocket 是一种协议，它在基于 HTTP 的协议之上（通常是 WebSocket）运行。建立 WebSocket 连接涉及以下步骤：

1. 建立 HTTP 连接：客户端发送带有 Upgrade: websocket 标头的 HTTP GET 请求。
2. 握手：服务器返回 101 Switching Protocols 响应，其中包含 WebSocket 密钥。
3. 升级到 WebSocket：客户端发送带有 WebSocket 密钥的 HTTP 响应，以升级到 WebSocket 连接。

在 Java 中使用 WebSocket

要在 Java 中使用 WebSocket，可以利用 Java WebSocket API 或第三方库，如 Spring WebSocket。本节将探讨使用 WebSocket API 的示例。

// 创建 WebSocket 服务器端点
WebSocketServer ws = new WebSocketServer() {

    @Override
    public void onOpen(WebSocket websocket, ClientEndpointConfig cec) {
        System.out.println("客户端已连接");
    }

    @Override
    public void onMessage(String message, WebSocket websocket) {
        System.out.println("收到客户端消息：" + message);
    }

    @Override
    public void onClose(WebSocket websocket) {
        System.out.println("客户端已断开连接");
    }

    @Override
    public void onError(WebSocket websocket, Throwable cause) {
        System.err.println("WebSocket 发生错误：" + cause.getMessage());
    }
};

ws.start();

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// 创建 WebSocket 客户端端点
WebSocketClient wsClient = new WebSocketClient() {

    @Override
    public void onOpen(ServerEndpointConfig sec) {
        System.out.println("连接到服务器");
    }

    @Override
    public void onMessage(String message, Session session) {
        System.out.println("收到服务器消息：" + message);
    }

    @Override
    public void onClose(Session session, CloseReason closeReason) {
        System.out.println("连接已关闭");
    }

    @Override
    public void onError(Session session, WebSocketError error) {
        System.err.println("WebSocket 发生错误：" + error.getMessage());
    }
};

wsClient.open("ws://localhost:8080/websocket");

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实战案例：聊天应用程序

使用 WebSocket 可以轻松构建多人聊天应用程序。以下是一个示例：

// 服务器端：
@WebServlet("/chat")
public class ChatServlet extends HttpServlet {

    private Set<WebSocket> webSockets = new HashSet<>();

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
        String message = req.getParameter("message");
        for (WebSocket ws : webSockets) {
            ws.sendString(message);
        }
    }

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        req.setAttribute("ws", new WebSocket(req, resp));
        req.getRequestDispatcher("/chat.jsp").forward(req, resp);
    }

    public void onOpen(WebSocket socket) {
        webSockets.add(socket);
    }

    public void onClose(WebSocket socket) {
        webSockets.remove(socket);
    }
}

// 客户端：
<script type="text/javascript">
    var ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/chat");

    ws.onopen = function() {
        console.log("连接已建立");
    };

    ws.onmessage = function(event) {
        console.log("收到消息：" + event.data);
    };

    ws.onclose = function() {
        console.log("连接已关闭");
    };

    function sendMessage() {
        var message = document.getElementById("message").value;
        ws.send(message);
    }
</script>

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