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前端加springboot实现Web Socket连接通讯以及测试流程（包括后端实现心跳检测）

news 文章来源：https://blog.csdn.net/weixin_52315708/article/details/132428774 2024/9/22 4:20:38

【2023】前端加springboot实现Web Socket连接通讯（包括后端实现心跳检测）

  • 一级目录
    • 二级目录
      • 三级目录
  • 前言
  • 一、Web Socket 简绍
    • 1 为什么用 websocket？
  • 二、代码实现
    • 1、前端（html）
      • 1.1、无前端向后端发送消息
      • 1.2、有前端向后端发送消息
    • 2、后端具体代码（spring boot）
    • 2.1、maven依赖
    • 2.2、配置类
    • 3、Web Socket连接工具类
    • 2.3、Controller用于测试主动发送消息
    • 2.4、定时任务，用于调用主动向客户端发送心跳
  • 三、测试
    • 1、 测试消息发送
      • 1.1、前端日志
      • 1.2、后端日志
    • 2、测试客户端异常断开，服务器通过心跳检测自动剔除掉异常对话。

一级目录

二级目录

三级目录

前言

写这个项目主要是有有个项目需要后端有数据实话返回前端，一开始采用前端轮询的方式，后面觉得及时性上有些不行，然后改为使用websocket ，具体实现demo以及测试流程发出来提供交流学习，

一、Web Socket 简绍

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket通信协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455，并由RFC7936补充规范。WebSocket API也被W3C定为标准。
WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

1 为什么用 websocket？

换句话说，websocket 解决了什么问题？答案是，解决了两个主要问题：

  • 只能客户端发送请求
  • 一段时间内的频繁信息发送

假设现在需要设计一个实时预警系统的通知模块，那么作为工程师我们应该怎么设计通知的这个功能呢？因为这些系统的数据来源，一般他通过硬件设备采集到后台的，如果我们现在只有 http 协议，那么我们只能让客户端不断地轮询服务器，轮询的时间间隔越小越能接近实时的效果。可是，轮询的效率低，又浪费资源。针对这样的场景，websocket 应运而生。

在这里插入图片描述
特点:
（1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易，是一个可靠的传输协议。
（2）与 HTTP协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。
（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。
（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据。
（5）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。
（6）协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。

二、代码实现

1、前端（html）

1.1、无前端向后端发送消息

在这里插入图片描述

uid实际开发中应该使用唯一值作为当前对话的key

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title>
</head>
<body>
消息展示区:<br/>
<div id="textArea"></div></body>
<script>var textArea = document.getElementById('textArea');var websocket = null;//如果浏览器支持websocket就建立一个websocket，否则提示浏览器不支持websocket //uid应该要用唯一标识，为了测试方便看if('websocket' in window){websocketPage = new WebSocket('ws://localhost:8080/websocket/' + 99);}else{alert('浏览器不支持websocket!');}//建立websocket时自动调用websocketPage.onopen = function (event) {console.log('建立连接');}//关闭webscoket时自动调用websocketPage.oncolse = function (event){console.log('关闭连接');}//websocket接收到消息时调用websocketPage.onmessage = function (event){//将接收到的消息展示在消息展示区  (心跳响应回来的消息不显示)if (event.data !== "conn_success"){textArea.innerText += event.data;textArea.innerHTML += "<br/>";}}//websocket出错自动调用websocketPage.onerror = function () {alert('websocket出错');}//关闭窗口前关闭websocket连接window.onbeforeunload = function (){websocketPage.close();}</script>
</html>

1.2、有前端向后端发送消息

在这里插入图片描述

<!DOCTYPE html>
<html><head><meta charset="utf-8"><title>Java后端WebSocket的Tomcat实现</title><script type="text/javascript" src="js/jquery.min.js"></script></head><body>Welcome<br/><input id="text" type="text" /><button onclick="send()">发送消息</button><hr/><button onclick="closeWebSocket()">关闭WebSocket连接</button><hr/><div id="message"></div></body><script type="text/javascript">var websocket = null;//判断当前浏览器是否支持WebSocketif('WebSocket' in window) {//改成你的地址websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket/100");} else {alert('当前浏览器 Not support websocket')}//连接发生错误的回调方法websocket.onerror = function() {setMessageInnerHTML("WebSocket连接发生错误");};//连接成功建立的回调方法websocket.onopen = function() {setMessageInnerHTML("WebSocket连接成功");}var U01data, Uidata, Usdata//接收到消息的回调方法websocket.onmessage = function(event) {console.log(event);if (event.data !== "conn_success"){setMessageInnerHTML("接收消息："+event.data);// setMessageInnerHTML(event);setechart()}}//连接关闭的回调方法websocket.onclose = function() {setMessageInnerHTML("WebSocket连接关闭");}// //监听窗口关闭事件，当窗口关闭时，主动去关闭websocket连接，防止连接还没断开就关闭窗口，server端会抛异常。window.onbeforeunload = function() {closeWebSocket();}//将消息显示在网页上function setMessageInnerHTML(innerHTML) {document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';}//关闭WebSocket连接function closeWebSocket() {websocket.close();}//发送消息function send() {var message = document.getElementById('text').value;websocket.send('{"msg":"' + message + '"}');setMessageInnerHTML("--------------发送消息："+message + "");}</script>
</html>

2、后端具体代码（spring boot）

2.1、maven依赖

        <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId></dependency>

– yml没有东西，只有一个默认端口

2.2、配置类

需要加一个 WebSocket 端点暴露 的bean 和定时器注解

@EnableScheduling  //定时器
@SpringBootApplication
public class WebSocketApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(WebSocketApplication.class, args);}/** * 服务器端点导出 * @author zhengfuping* @date 2023/8/22 * @return ServerEndpointExporter */@Beanpublic ServerEndpointExporter getServerEndpointExporter(){return new ServerEndpointExporter();}
}

3、Web Socket连接工具类

@Slf4j
@Service
@ServerEndpoint("/websocket/{uid}")
public class WebSocketServer2 {//连接建立时长private static final long sessionTimeout = 60000;// 用来存放每个客户端对应的WebSocketServer对象private static Map<String, WebSocketServer2> webSocketMap = new ConcurrentHashMap<>();// 与某个客户端的连接会话，需要通过它来给客户端发送数据private Session session;// 接收idprivate String uid;/*** 连接建立成功调用的方法* @author zhengfuping* @date 2023/8/22* @param session* @param uid*/@OnOpenpublic void onOpen(Session session , @PathParam("uid") String uid){session.setMaxIdleTimeout(sessionTimeout);this.session = session;this.uid = uid;if (webSocketMap.containsKey(uid)){webSocketMap.remove(uid);}webSocketMap.put(uid,this);log.info("websocket连接成功编号uid: " + uid + "，当前在线数: " + getOnlineClients());try{// 响应客户端实际业务数据！sendMessage("conn_success");}catch (Exception e){log.error("websocket发送连接成功错误编号uid: " + uid + "，网络异常!!!");}}/*** 连接关闭调用的方法* @author zhengfuping* @date 2023/8/22*/@OnClosepublic void onClose(){try {if (webSocketMap.containsKey(uid)){webSocketMap.remove(uid);}log.info("websocket退出编号uid: " + uid + "，当前在线数为: " + getOnlineClients());} catch (Exception e) {log.error("websocket编号uid连接关闭错误: " + uid + "，原因: " + e.getMessage());}}/*** 收到客户端消息后调用的方法* @param message 客户端发送过来的消息* @param session*/@OnMessagepublic void onMessage(String message, Session session) {try {WebSocketServer2.sendInfo(message);log.info("websocket收到客户端编号uid消息: " + uid + ", 报文: " + message);} catch (Exception e) {log.error("websocket发送消息失败编号uid为: " + uid + ",报文: " + message);}}/*** 发生错误时调用* @param session* @param error*/@OnErrorpublic void onError(Session session, Throwable error) {log.error("websocket编号uid错误: " + this.uid + "原因: " + error.getMessage());error.printStackTrace();}/*** 实现服务器主动推送* @author yingfeng* @date 2023/8/22 10:11* @Param * @param null* @return*/public void sendMessage(String message) throws IOException {this.session.getBasicRemote().sendText(message);}/*** 获取客户端在线数* @author zhengfuping* @date 2023/8/22 10:11* @param*/public static synchronized int getOnlineClients() {if (Objects.isNull(webSocketMap)) {return 0;} else {return webSocketMap.size();}}/*** 单机使用，外部接口通过指定的客户id向该客户推送消息* @param key* @param message* @return boolean*/public static boolean sendMessageByWayBillId(@NotNull String key, String message) {WebSocketServer2 webSocketServer = webSocketMap.get(key);if (Objects.nonNull(webSocketServer)) {try {webSocketServer.sendMessage(message);log.info("websocket发送消息编号uid为: " + key + "发送消息: " + message);return true;} catch (Exception e) {log.error("websocket发送消息失败编号uid为: " + key + "消息: " + message);return false;}} else {log.error("websocket未连接编号uid号为: " + key + "消息: " + message);return false;}}/*** 群发自定义消息* @author zhengfuping* @date 2023/8/22 9:52* @param message*/public static void sendInfo(String message) {webSocketMap.forEach((k, v) -> {WebSocketServer2 webSocketServer = webSocketMap.get(k);try {webSocketServer.sendMessage(message);log.info("websocket群发消息编号uid为: " + k + "，消息: " + message);} catch (IOException e) {log.error("群发自定义消息失败: " + k + "，message: " + message);}});}/*** 服务端群发消息-心跳包* @author zhengfuping* @date 2023/8/22 10:09* @param message 推送数据* @return int 连接数*/public static synchronized int sendPing(String message){if (webSocketMap.size() == 0)return 0;StringBuffer uids = new StringBuffer();AtomicInteger count = new AtomicInteger();webSocketMap.forEach((uid,server)->{count.getAndIncrement();if (webSocketMap.containsKey(uid)){WebSocketServer2 webSocketServer = webSocketMap.get(uid);try {if (Integer.valueOf(uid) ==101){Integer i=1/0;}webSocketServer.sendMessage(message);if (count.equals(webSocketMap.size() - 1)){uids.append("uid");return;}uids.append(uid).append(",");} catch (Exception e) {webSocketMap.remove(uid);log.info("客户端心跳检测异常移除: " + uid + "，心跳发送失败，已移除！");}}else {log.info("客户端心跳检测异常不存在: " + uid + "，不存在！");}});log.info("客户端心跳检测结果: " + uids + "连接正在运行");return webSocketMap.size();}/*** 连接是否存在* @param uid* @return boolean*/public static boolean isConnected(String uid) {if (Objects.nonNull(webSocketMap) && webSocketMap.containsKey(uid)) {return true;} else {return false;}}
}

2.3、Controller用于测试主动发送消息

@RestController
@RequestMapping("/test")
public class WebSocketController{/*** 检验连接* @date 2023/8/22* @Param * @param webSocketId* @return * @return String*/@GetMapping("/webSocketIsConnect/{webSocketId}")public String webSocketIsConnect(@PathVariable("webSocketId") String webSocketId){if (WebSocketServer2.isConnected(webSocketId)) {return webSocketId+"正在连接";}return webSocketId+"连接断开！";}/*** 单发 消息* @author zhengfuping* @date 2023/8/22 10:25* @param webSocketId  指定 连接* @param message  数据* @param pwd 验证密码* @return String*/@GetMapping("/sendMessageByWayBillId")public String sendMessageByWayBillId(String webSocketId, String message, String pwd) {boolean flag = false;flag = WebSocketServer2.sendMessageByWayBillId(webSocketId, message);if (flag) {return "发送成功！";}return "发送失败！";}/*** 群发* @author zhengfuping* @date 2023/8/22 10:26* @param message* @param pwd*/@GetMapping("/broadSendInfo")public void sendInfo(String message, String pwd) {WebSocketServer2.sendInfo(message);}
}

2.4、定时任务，用于调用主动向客户端发送心跳

每10秒调用一次，主动检测，查看客户端连接是否异常断开，如果异常断开，则把该会话从集合中剔除掉，避免无限积压。

@Component
@Slf4j
public class WebSocketTask {@Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?")public void clearOrders(){int num = 0;try {num = WebSocketServer2.sendPing("conn_success");} finally {log.info("websocket心跳检测结果，共【" + num + "】个连接");}}
}

三、测试

1、 测试消息发送

1.1、前端日志

在这里插入图片描述

1.2、后端日志

在这里插入图片描述

2、测试客户端异常断开，服务器通过心跳检测自动剔除掉异常对话。

因为测试不方便，只能通过断点实现效果

  1. 前端需要把主动关闭会话的注释掉，不让主动关闭
    在这里插入图片描述

  2. 先在连接关闭的地方和心跳检测地方打上断点，断点需要设置成Thread，要不然没法异步
    在这里插入图片描述

  3. 然后关闭掉一个前端页面让他把会话关闭，就会进入该断点位置，通过断点让它停住不让他去正常关闭

在这里插入图片描述4. 然后选择执行该心跳检测的断点代码
在这里插入图片描述
5. 进入心跳的循环给每个会话发送心跳检测，此时前端已经异常断开了
在这里插入图片描述
6. 因为前端已经关闭会话了，则发送心跳会失败，会直接进入catch块，然后把该会话从集合中剔除掉
在这里插入图片描述
最终日志
在这里插入图片描述

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编程日记 2023/8/23 6:47:18

【Redis】——Redis基础的数据结构以及应用场景

什么是redis数据库 Redis 是一种基于内存的数据库&#xff0c;对数据的读写操作都是在内存中完成&#xff0c;因此读写速度非常快&#xff0c;常用于缓存&#xff0c;消息队列、分布式锁等场景。&#xff0c;Redis 还支持 事务 、持久化、Lua 脚本、多种集群方案&#xff08;主…...

编程日记 2023/8/23 6:46:17

SpringBoot+WebSocket搭建多人在线聊天环境

一、WebSocket是什么&#xff1f; WebSocket是在单个TCP连接上进行全双工通信的协议&#xff0c;可以在服务器和客户端之间建立双向通信通道。 WebSocket 首先与服务器建立常规 HTTP 连接&#xff0c;然后通过发送Upgrade标头将其升级为双向 WebSocket 连接。 WebSocket使得…...

编程日记 2023/8/23 6:45:16

推荐适用于不同规模企业的会计软件：选择最适合您企业的解决方案

高效的会计软件不仅可以协助企业进行财务管理&#xff0c;做出科学的财务决策&#xff0c;还可以对企业数字化转型提供助力。不同规模的企业需要根据其特定需求选择适合的会计软件。那么有什么适合不同规模企业的会计软件推荐吗&#xff1f; 小型企业的选择 对于小型企业而言&…...

编程日记 2023/8/23 6:44:15

Apache Zookeeper架构和选举机制

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，旨在解决分布式系统中的一致性、配置管理、领导者选举等问题。它由Apache软件基金会维护，是Hadoop生态系统的一部分，被广泛用于构建高可用、可靠和具有一致性的分布式应用程序和服务。 ZooKeeper提供了一个层次化的命名空间，类似于文…...

编程日记 2023/8/23 6:43:13

车联网TCU USB的配置和使用

1 usb_composition命令 # cat /sbin/usb/target # cd /sys/class/android_usb/android0 # cat functions console shows that QCOM’s default configuration Usage: usb_composition [Pid] [HSIC] [PERSISTENT] [IMMEDIATE] [FROM_ADBD] usb_composition 9025 n y y Then this…...

编程日记 2023/8/23 6:42:09

Linux系统USB摄像头测试程序（三）_视频预览

这是在linux上usb摄像头视频预览程序&#xff0c;此程序用到了ffmpeg、sdl2、gtk3组件&#xff0c;程序编译之前应先安装他们。 #include <sys/ioctl.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> #include <fcntl.h> #include <zconf.h> …...

编程日记 2023/8/23 6:41:07

目标检测任务数据集的数据增强中，图像水平翻转和xml标注文件坐标调整

需求&#xff1a; 数据集的数据增强中&#xff0c;有时需要用到图像水平翻转的操作&#xff0c;图像水平翻转后&#xff0c;对应的xml标注文件也需要做坐标的调整。 解决方法&#xff1a; 使用pythonopencvimport xml.etree.ElementTree对图像水平翻转和xml标注…...

编程日记 2023/8/23 6:40:07

系统架构的演变

随着互联网的发展&#xff0c;网站应用的规模不断扩大&#xff0c;常规的应用架构已无法应对&#xff0c;分布式服务架构以及微服务架构势在必行&#xff0c;必需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。 单体应用架构 Web应用程序发展的早期&#xff0c;大部分web工程(包含前端…...

编程日记 2023/8/23 6:39:04

IDC发布《亚太决策支持型分析数据平台评估》报告，亚马逊云科技位列“领导者”类别

日前&#xff0c;领先的IT市场研究和咨询公司IDC发布《2023年亚太地区&#xff08;不含日本&#xff09;决策支持型分析数据平台供应商评估》1报告&#xff0c;亚马逊云科技位列“领导者”类别。IDC认为&#xff0c;亚马逊云科技在解决方案的协同性、敏捷性、完整性、及时性、经…...

编程日记 2023/8/23 6:38:03

C#之OpenFileDialog创建和管理文件选择对话框

OpenFileDialog 是用于图形用户界面&#xff08;GUI&#xff09;编程的一个类&#xff0c;它用于显示一个对话框&#xff0c;允许用户选择要打开的文件。在需要用户加载或打开文件的应用程序中&#xff08;如文本编辑器、图像查看器或文档处理器&#xff09;&#xff0c;这是一…...

编程日记 2023/8/23 6:37:02

Java中使用MongoTemplate 简单操作MongoDB

Autowired private MongoTemplate mongoTemplate; User&#xff1a;封装的对象 插入&#xff1a;mongoTemplate.insert(user); 根据id查询&#xff1a;mongoTemplate.findById(id, User.class); 查询所有&#xff1a;mongoTemplate.findAll(User.class); 条件查询&#…...

编程日记 2023/8/23 6:36:00

[Mac软件]Pixelmator Pro 3.3.12 专业图像编辑中文版

Pixelmator Pro是专为Mac设计的功能强大&#xff0c;美观且易于使用的图像编辑器。借助广泛的专业级无损图像编辑工具&#xff0c;Pixelmator Pro可使您发挥出最佳的照片效果&#xff0c;创建华丽的构图和设计&#xff0c;绘制&#xff0c;绘画&#xff0c;应用令人惊叹的效果&…...

编程日记 2023/8/23 6:34:59

吴恩达 GPT Prompting 课程

Prompting Guidelines 目录 Guidelines for PromptingPrompting Principles Principle 1: Write clear and specific instructions1.1: Use delimiters to clearly indicate distinct parts of the input1.2: Ask for a structured output1.3: Ask the model to check whether …...

编程日记 2023/8/23 6:33:57

gpt3.5写MATLAB代码剪辑视频，使之保留画面ROI区域

% 输入和输出文件名 inputVideoFile input_video.mp4; outputVideoFile output_video.mp4;% 创建 VideoReader 和 VideoWriter 对象 videoReader VideoReader(inputVideoFile); outputVideo VideoWriter(outputVideoFile, MPEG-4); outputVideo.FrameRate videoReader.Fra…...

编程日记 2023/8/23 6:32:56

设计模式二十一：状态模式（State Pattern）

一个对象的内部状态发生变化时&#xff0c;允许对象改变其行为。这种模式使得一个对象看起来好像在运行时改变了它的类&#xff0c;主要目的是将状态的行为从主要对象中分离出来&#xff0c;使得主要对象不必包含所有状态的逻辑&#xff0c;而是将每个状态的行为封装在独立的类…...

编程日记 2023/8/23 6:31:55