java websocket 推送-杰瑞科技汇

WebSocket 核心概念：为什么需要它,它解决了什么问题。
Java WebSocket 推送的两种主流实现方式：
- Java-WebSocket (纯 Java 实现)
- Spring Boot + STOMP (更现代、功能更强大的方式)
一个完整的实战案例：使用 Spring Boot + STOMP 实现一个简单的聊天室应用。
生产环境中的关键考量：心跳、安全、集群部署等。

WebSocket 核心概念

为什么需要 WebSocket？

传统的 HTTP 协议是“请求-响应”模式的，服务器不能主动向客户端推送数据，如果客户端需要实时获取服务器更新,通常只能采用以下两种方式：

（图片来源网络，侵删）

轮询：客户端定时（比如每秒）向服务器发送 HTTP 请求，询问是否有新数据，这种方式效率低下，会产生大量无用的请求,增加服务器负担。
长轮询：客户端发送一个请求，服务器保持连接打开，直到有新数据可用或超时，这比轮询好，但连接仍然是半双工的,且服务器管理大量长连接也有性能开销。

WebSocket 如何解决？

WebSocket 在客户端和服务器之间建立一个持久的长连接，并且是全双工的（Full-Duplex），意味着双方可以同时发送和接收数据，一旦连接建立，服务器就可以随时向客户端推送消息,无需客户端先请求。

工作流程简述：

握手：客户端通过一个 HTTP 请求发起 WebSocket 握手，请求头中包含 Upgrade: websocket 和 Connection: Upgrade。
升级：服务器如果支持 WebSocket，会返回一个 101 Switching Protocols 响应，表示协议从 HTTP 升级到 WebSocket。
通信：之后，双方就可以在这个连接上自由地发送和接收消息,数据帧通常是轻量级的。

Java WebSocket 推送的两种主流实现方式

Java-WebSocket (纯 Java 实现)

这是一个轻量级的、不依赖任何框架的 Java WebSocket 库，适合学习 WebSocket 底层原理或构建简单的应用。

特点：

（图片来源网络，侵删）

纯 Java 实现，无外部依赖（除了库本身）。
API 较为底层，需要手动处理连接、消息的接收和发送。
代码量相对较多。

基本用法示例：

添加依赖 (Maven):

<dependency>
    <groupId>org.java-websocket</groupId>
    <artifactId>Java-WebSocket</artifactId>
    <version>1.5.3</version>
</dependency>

创建 WebSocket 服务器:

import org.java_websocket.server.WebSocketServer;
import org.java_websocket.handshake.ClientHandshake;
import org.java_websocket.WebSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
public class MyWebSocketServer extends WebSocketServer {
    public MyWebSocketServer(int port) {
        super(new InetSocketAddress(port));
    }
    // 当有新的客户端连接时调用
    @Override
    public void onOpen(WebSocket conn, ClientHandshake handshake) {
        System.out.println("新连接已建立: " + conn.getRemoteSocketAddress());
        // 向新连接的客户端发送欢迎消息
        conn.send("欢迎连接到 WebSocket 服务器！");
    }
    // 当客户端断开连接时调用
    @Override
    public void onClose(WebSocket conn, int code, String reason, boolean remote) {
        System.out.println("连接已关闭: " + conn.getRemoteSocketAddress());
    }
    // 当收到客户端消息时调用
    @Override
    public void onMessage(WebSocket conn, String message) {
        System.out.println("收到来自 " + conn.getRemoteSocketAddress() + " 的消息: " + message);
        // 将收到的消息广播给所有连接的客户端
        this.broadcast("服务器收到消息: " + message);
    }
    // 当发生错误时调用
    @Override
    public void onError(WebSocket conn, Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
    }
    // 启动服务器
    public static void main(String[] args) {
        int port = 8887;
        MyWebSocketServer server = new MyWebSocketServer(port);
        server.start();
        System.out.println("WebSocket 服务器已启动，监听端口: " + port);
    }
}

Spring Boot + STOMP (推荐)

这是目前最主流、最推荐的方式，Spring 对 WebSocket 提供了非常完善的支持，并在此基础上引入了 STOMP 协议。

为什么推荐 Spring Boot + STOMP？

STOMP 协议：WebSocket 本身只定义了数据帧格式，而 STOMP (Simple Text Oriented Messaging Protocol) 是一个简单的消息协议，它为 WebSocket 提供了消息语义，类似于 JMS 或 AMQP，这使得消息的路由、订阅和广播变得更加结构化和可控。
与 Spring 生态集成：完美集成 Spring MVC、Spring Security 等，你可以用熟悉的 @Controller、@MessageMapping 等注解来处理 WebSocket 消息。
功能强大：支持点对点消息、广播消息、消息代理（如 RabbitMQ, ActiveMQ）等。
简化开发：大大减少了底层代码,让开发者可以更专注于业务逻辑。

核心组件：

@ServerEndpoint (不推荐)：Tomcat 自带的 WebSocket API，基于方法级别，与 Spring 整合不深。
WebSocketMessageBrokerConfigurer (推荐)：Spring 的配置方式，基于 @Configuration，更符合 Spring 的编程模型。
@Controller + @MessageMapping：用于处理客户端发送过来的 STOMP 消息。
SimpMessagingTemplate：一个模板类，方便在服务端（非 WebSocket 处理方法中）主动向客户端推送消息。
@SendTo：注解在方法上,表示方法的返回值将自动发送到指定的目的地。

完整实战案例：Spring Boot + STOMP 聊天室

我们将创建一个简单的聊天应用，用户可以加入一个公共聊天室,并实时看到所有人的消息。

步骤 1：创建 Spring Boot 项目

在 Spring Initializr 中添加以下依赖：

Spring Web
Spring WebSocket
Spring Stomp (可选，但通常和 WebSocket 一起使用)
Lombok (可选,简化代码)

步骤 2：启用 WebSocket 和 STOMP

创建一个配置类来注册 STOMP 端点并启用消息代理。

// package com.example.websocketdemo.config;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.messaging.simp.config.MessageBrokerRegistry;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocketMessageBroker;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.StompEndpointRegistry;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketMessageBrokerConfigurer;
@Configuration
@EnableWebSocketMessageBroker // 启用 WebSocket 消息代理
public class WebSocketConfig implements WebSocketMessageBrokerConfigurer {
    @Override
    public void configureMessageBroker(MessageBrokerRegistry config) {
        // 启动一个简单的内存消息代理，用于处理以 "/topic" 为前缀的消息
        config.enableSimpleBroker("/topic");
        // 设置应用程序的目的地前缀，以 "/app" 开头的消息将被 @Controller 处理
        config.setApplicationDestinationPrefixes("/app");
    }
    @Override
    public void registerStompEndpoints(StompEndpointRegistry registry) {
        // 注册一个名为 "/chat" 的端点，并启用 SockJS
        // SockJS 是为了在不支持 WebSocket 的浏览器上提供类似 WebSocket 的体验
        registry.addEndpoint("/chat").withSockJS();
    }
}

步骤 3：创建消息处理控制器

这个控制器将处理客户端发来的消息，并将广播后的消息发送回 /topic/messages 主题。

// package com.example.websocketdemo.controller;
import org.springframework.messaging.handler.annotation.MessageMapping;
import org.springframework.messaging.handler.annotation.SendTo;
import org.springframework.stereotype.Controller;
@Controller
public class ChatController {
    // @MessageMapping 映射到 "/app/chat.sendMessage" (因为前缀是 /app)
    // 这个方法会在收到客户端发送到这个地址的消息时被调用
    @MessageMapping("/sendMessage")
    // @SendTo 将方法的返回值自动发送到这个主题
    // 所有订阅了 "/topic/messages" 的客户端都会收到这条消息
    @SendTo("/topic/messages")
    public Message sendMessage(Message message) {
        // 这里可以添加业务逻辑，比如保存消息到数据库
        System.out.println("收到消息: " + message.getContent());
        return message; // 返回的消息将被广播
    }
}
// 消息实体类
class Message {
    private String from;
    private String content;
    private String type; // e.g., "JOIN", "LEAVE", "CHAT"
    // Getters and Setters (Lombok can be used here)
    public String getFrom() { return from; }
    public void setFrom(String from) { this.from = from; }
    public String getContent() { return content; }
    public void setContent(String content) { this.content = content; }
    public String getType() { return type; }
    public void setType(String type) { this.type = type; }
}

步骤 4：创建前端页面 (HTML + JavaScript)

在 src/main/resources/static 目录下创建 index.html。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>Spring Boot WebSocket 聊天室</title>
    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/sockjs-client/1.5.0/sockjs.min.js"></script>
    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/stomp.js/2.3.3/stomp.min.js"></script>
    <style>
        body { font-family: Arial, sans-serif; margin: 20px; }
        #chat { border: 1px solid #ccc; padding: 10px; height: 300px; overflow-y: scroll; margin-bottom: 10px; }
        #message { width: 80%; padding: 5px; }
        #sendButton { width: 18%; padding: 5px; }
        .message { margin-bottom: 5px; }
    </style>
</head>
<body>
    <h2>WebSocket 聊天室</h2>
    <div id="chat"></div>
    <div>
        <input type="text" id="message" placeholder="输入消息...">
        <button id="sendButton">发送</button>
    </div>
    <script>
        document.addEventListener("DOMContentLoaded", function() {
            const chat = document.getElementById('chat');
            const messageInput = document.getElementById('message');
            const sendButton = document.getElementById('sendButton');
            // 1. 连接 SockJS
            const socket = new SockJS('/chat');
            // 2. 连接 STOMP 客户端
            const stompClient = Stomp.over(socket);
            // 3. 连接 WebSocket 服务器
            stompClient.connect({}, function (frame) {
                console.log('Connected: ' + frame);
                // 4. 订阅 /topic/messages 主题
                stompClient.subscribe('/topic/messages', function (message) {
                    // 收到消息后，将其显示在页面上
                    showMessage(JSON.parse(message.body));
                });
            });
            // 发送消息按钮点击事件
            sendButton.addEventListener('click', sendMessage);
            messageInput.addEventListener('keypress', function(event) {
                if (event.key === 'Enter') {
                    sendMessage();
                }
            });
            function sendMessage() {
                const content = messageInput.value.trim();
                if (content) {
                    // 构造消息对象
                    const message = {
                        from: 'User-' + Math.floor(Math.random() * 1000), // 模拟用户名
                        content: content,
                        type: 'CHAT'
                    };
                    // 5. 发送消息到 /app/sendDestination
                    stompClient.send("/app/sendMessage", {}, JSON.stringify(message));
                    messageInput.value = '';
                }
            }
            function showMessage(message) {
                const messageElement = document.createElement('div');
                messageElement.className = 'message';
                messageElement.textContent = `${message.from}: ${message.content}`;
                chat.appendChild(messageElement);
                chat.scrollTop = chat.scrollHeight;
            }
        });
    </script>
</body>
</html>

步骤 5：运行和测试

运行 Spring Boot 应用。
打开两个浏览器窗口，分别访问 http://localhost:8080。
在一个窗口输入消息并发送,另一个窗口会实时看到这条消息。

生产环境中的关键考量

心跳检测：WebSocket 长连接可能会因为网络问题（如NAT超时）而断开，但客户端和服务器都不知道，STOMP 协议内置了心跳机制，需要在客户端和服务器配置中启用,以保持连接活性。
- 客户端: stompClient.connect(headers, connectCallback, errorCallback, {'heart.beat': [10000, 10000]});
- 服务器: 在 WebSocketMessageBrokerConfigurer 中配置 simpleBroker.setHeartbeatValue(new long[]{10000, 10000});
安全性：
- HTTPS：在生产环境中，WebSocket 连接必须使用 wss:// (WebSocket Secure)，这要求你的网站也必须使用 https://。
- 认证授权：Spring Security 可以轻松集成到 WebSocket 中，你可以在握手阶段或连接建立后对用户进行身份验证，并使用 @PreAuthorize 等注解来控制用户是否有权订阅某个主题或发送消息。
集群部署：当你的应用部署在多台服务器上时，一个用户可能连接到服务器 A，而消息是由服务器 B 产生的，服务器 B 无法直接推送给连接在 A 上的用户，这时需要一个外部消息代理，如 RabbitMQ 或 ActiveMQ。
- Spring 的 enableSimpleBroker 默认使用内存代理,不适用于集群。
- 需要配置 MessageBrokerRegistry 使用代理，
```
config.enableStompBrokerRelay("/topic", "/queue")
     .setRelayHost(rabbitmqHost)
     .setRelayPort(amqpPort)
     .setClientLogin(username)
     .setClientPass(password);
```
性能和监控：
- 监控活跃的 WebSocket 连接数、消息吞吐量等指标。
- 考虑连接的并发限制,避免单个服务器资源耗尽。
- 对于大量连接，注意 JVM 内存和 GC 压力。

特性	Java-WebSocket	Spring Boot + STOMP
易用性	较低，API 底层	高，注解驱动，与 Spring 生态无缝集成
功能	基础的收发消息	强大，支持 STOMP 协议、消息代理、点对点/广播
依赖	仅 Java-WebSocket 库	需要 Spring Boot 全家桶
适用场景	学习、简单原型、轻量级应用	生产环境、复杂业务应用、企业级项目

对于绝大多数 Java 后端项目，强烈推荐使用 Spring Boot + STOMP 的方式来构建 WebSocket 应用，它能为你提供一个健壮、可扩展且易于维护的实时通信解决方案。

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WebSocket 核心概念

为什么需要 WebSocket？

WebSocket 如何解决？

Java WebSocket 推送的两种主流实现方式

Java-WebSocket (纯 Java 实现)

Spring Boot + STOMP (推荐)

完整实战案例：Spring Boot + STOMP 聊天室

步骤 1：创建 Spring Boot 项目

步骤 2：启用 WebSocket 和 STOMP

步骤 3：创建消息处理控制器

步骤 4：创建前端页面 (HTML + JavaScript)

步骤 5：运行和测试

生产环境中的关键考量

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Java WebSocket 推送的两种主流实现方式

Java-WebSocket (纯 Java 实现)

Spring Boot + STOMP (推荐)

完整实战案例：Spring Boot + STOMP 聊天室

步骤 1：创建 Spring Boot 项目

步骤 2：启用 WebSocket 和 STOMP

步骤 3：创建消息处理控制器

步骤 4：创建前端页面 (HTML + JavaScript)

步骤 5：运行和测试

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