完全理解TCP/UDPHTTP长连接WebsocketSockJS/Socket.IO以及STOMP的区别和联系

Posted 2021-04-25 流花鬼的博客

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TCP/UDP

通过《网络工程》的学习，我们知道TCP/UDP是网络层协议，是应用层协议的基础。

对于编程的语言的学习，我们通常需要掌握Socket编程，而真正理解Socket编程与TCP/UDP协议的关系，可以说是一个开发者从初级突破到中级的一个最好证明。

实际上Socket编程就是所谓的网络编程也就是基于TCP/UDP网络层协议进行编程，就拿Java和TCP来说：

• 对于BIO，TCP编程就是

  ServerSocket/Socket

• 对于NIO，TCP编程就是

  ServerSocketChannel/SocketChannel

• 对于AIO，TCP编程就是

  AsynchronousServerSocketChannel/AsynchronousSocketChannel

通过对ServerSocket进行封装，我们可以实现自己的网络应用框架，例如：

名称	IO	可解析的协议
≤tomcat7	BIO	HTTP等
≥tomcat8	NIO	HTTP、Websocket等
Netty	NIO	TCP、HTTP、FTP、SMTP、Websocket等
Dubbo	基于Netty	dubbo

通过对Socket进行封装，我们可以实现自己的客户端框架，例如：

名称	IO	可解析协议
OkHttp	BIO	HTTP、HTTPS
WebSocketClient	BIO/NIO	Websocket
WebClient	NIO	HTTP、HTTPS

Websocket

• 通常，应用层协议都是完全基于网络层协议TCP/UDP来实现，例如HTTP、SMTP、POP3，而Websocket是同时基于HTTP与TCP来实现：

• 先用带有 Upgrade:Websocket头 Header的特殊HTTP request来实现与服务端握手 HandShake;

• 握手成功后，协议升级成Websocket，进行长连接通讯；

• 整个过程可理解为： 小锤抠缝，大锤搞定。

• 为什么不使用HTTP长连接来实现即时通讯？事实上，在Websocket之前就是使用HTTP长连接这种方式，如Comet。但是它有如下弊端：

• HTTP 1.1 规范中规定，客户端不应该与服务器端建立超过两个的 HTTP 连接， 新的连接会被阻塞。

• 对于服务端来说，每个长连接都占有一个用户线程，在NIO或者异步编程之前，服务端开销太大。

• 为什么不直接使用Socket编程，基于TCP直接保持长连接，实现即时通讯？

• Socket编程针对C/S模式的，而浏览器是B/S模式，浏览器没法发起Socket请求，正因如此， W3C最后还是给出了浏览器的Socket----Websocket。

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SockJS/Socket.IO

html5规范中给出了原生的Websocket API，但是并不是所有浏览器都完美支持，而当浏览器不支持Websocket时，应该自动切换成Ajax长轮询，SSE等备用解决方案。所以在实际开发中我们通常采用封装了Websocket及其备用方案的库---- SockJS(https://github.com/sockjs/sockjs-client)或 Socket.IO(https://github.com/socketio)。

如果你使用Java做服务端，同时又恰好使用Spring Framework作为框架，那么推荐使用SockJS，因为Spring Framework本身就是SockJS推荐的Java Server实现，同时也提供了Java 的client实现。

如果你使用Node.js做服务端，那么毫无疑问你该选择 Socket.IO(https://github.com/socketio/socket.io-client)，它本省就是从Node.js开始的，当然服务端也提供了 engine.io-server-java(https://github.com/socketio/engine.io-server-java)实现。甚至你可以使用 netty-socketio(https://github.com/mrniko/netty-socketio)注意：不管你使用哪一种，都必须保证客户端与服务端同时支持。

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STOMP

STOMP(http://stomp.github.io/)(Simple (or Streaming) Text Orientated Messaging Protocol)一个简单的面向文本/流的消息协议。STOMP提供了能够协作的报文格式，以至于STOMP客户端可以与任何STOMP消息代理（Brokers）进行通信，从而为多语言，多平台和Brokers集群提供简单且普遍的消息协作。

STOMP可用于任何可靠的双向流网络协议之上，如TCP和WebSocket。 虽然STOMP是面向文本的协议，但消息有效负载可以是文本或二进制。

STOMP是一种基于帧的协议，帧的结构是效仿HTTP报文格式，简洁明了。如下：

 
   
   
 

  
    
    
  
COMMAND
  
    
    
  
header1:value1
  
    
    
  
header2:value2
  
    
    
  


  
    
    
  
Body^@
 
   
   
 

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STOMP over Websocket

STOMP over Websocket 是什么？

STOMP over Websocket 即，通过Websocket建立STOMP连接，也就是说在Websocket连接的基础上再建立 STOMP连接。

为什么要使用STOMP over Websocket？

WebSocket协议定义了两种类型的消息，文本和二进制，但它们的内容是未定义的。

如果说Socket是C/S的TCP编程，同理Websocket就是Web（B/S）的TCP编程，所以需要在客户端与服务端之间定义一个机制去协商一个子协议——更高级别的消息协议，将它使用在Websocket之上去定义每次发送消息的类别、格式和内容，等等。

子协议的使用是可选的，但无论哪种方式，客户端和服务器都需要就一些定义消息内容的协议达成一致。

于是，通常选择在Websocket协议上使用STOMP协议来定义内容格式。

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实现架构

服务端：Spring Websocket/SockJS + Spring Messaging（STOMP）+RabbitMQ （也可以不使用外部Broker那么Spring application则作为Broker）JS客户端： [STOMP.js](https://github.com/jmesnil/stomp-websocket)JS客户端文档： [STOMP overWebsocket](http://jmesnil.net/stomp-websocket/doc/)Java（Android）客户端： [StompProtocolandroidViaWebsocket](https://github.com/NaikSoftware/StompProtocolAndroid)Spring支持： [SpringSTOMP](https://docs.spring.io/spring/docs/5.0.8.RELEASE/spring-framework-reference/web.html#websocket-stomp-handle-broker-relay)RabbitMQ支持： [RabbitMQSTOMP plugin](http://www.rabbitmq.com/web-stomp.html)DEMO： [《会飞的污熊---集成WebSocket实时通信》](https://github.com/yidao620c/SpringBootBucket/tree/master/springboot-websocket)如有疑问： [《SpringWebsocket+SockJS+STOMP实现即时通信——系列文章》](https://blog.csdn.net/qq_32331073/article/details/83040197)