使用WebSocket实现网页聊天室

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了使用WebSocket实现网页聊天室相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

使用WebSocket实现网页聊天室

一、文章导读

服务器推送你还在使用轮询吗？本文将带你领略WebSocket的魅力，轻松实现服务器推送功能。本文将以下面两方面让你理解WebSocket并应用到具体的开发中

  • WebSocket概述
  • 使用WebSocket实现网页聊天室

二、WebSocket

1. WebSocket介绍

WebSocket 是一种网络通信协议。RFC6455 定义了它的通信标准。

WebSocket 是 html5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。

HTTP 协议是一种无状态的、无连接的、单向的应用层协议。它采用了请求/响应模型。通信请求只能由客户端发起，服务端对请求做出应答处理。

这种通信模型有一个弊端：HTTP 协议无法实现服务器主动向客户端发起消息。

这种单向请求的特点，注定了如果服务器有连续的状态变化，客户端要获知就非常麻烦。大多数 Web 应用程序将通过频繁的异步 AJAX 请求实现长轮询。轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）。

http协议：

websocket协议：

2. websocket协议

本协议有两部分：握手和数据传输。

握手是基于http协议的。

来自客户端的握手看起来像如下形式：

GET ws://localhost/chat HTTP/1.1
Host: localhost
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate
Sec-WebSocket-Version: 13

来自服务器的握手看起来像如下形式：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate

字段说明：

头名称说明
Connection：Upgrade标识该HTTP请求是一个协议升级请求
Upgrade: WebSocket协议升级为WebSocket协议
Sec-WebSocket-Version: 13客户端支持WebSocket的版本
Sec-WebSocket-Key：客户端采用base64编码的24位随机字符序列，服务器接受客户端HTTP协议升级的证明。要求服务端响应一个对应加密的Sec-WebSocket-Accept头信息作为应答
Sec-WebSocket-Extensions协议扩展类型

3. 客户端（浏览器）实现

3.1 websocket对象

实现 WebSockets 的 Web 浏览器将通过 WebSocket 对象公开所有必需的客户端功能（主要指支持 Html5 的浏览器）。

以下 API 用于创建 WebSocket 对象：

var ws = new WebSocket(url);

参数url格式说明： ws://ip地址:端口号/资源名称

3.2 websocket事件

WebSocket 对象的相关事件

事件事件处理程序描述
openwebsocket对象.onopen连接建立时触发
messagewebsocket对象.onmessage客户端接收服务端数据时触发
errorwebsocket对象.onerror通信发生错误时触发
closewebsocket对象.onclose连接关闭时触发

3.3 WebSocket方法

WebSocket 对象的相关方法:

方法描述
send()使用连接发送数据

4. 服务端实现

Tomcat的7.0.5 版本开始支持WebSocket,并且实现了Java WebSocket规范(JSR356)。

Java WebSocket应用由一系列的WebSocketEndpoint组成。Endpoint 是一个java对象，代表WebSocket链接的一端，对于服务端，我们可以视为处理具体WebSocket消息的接口， 就像Servlet之与http请求一样。

我们可以通过两种方式定义Endpoint:

  • 第一种是编程式， 即继承类 javax.websocket.Endpoint并实现其方法。

  • 第二种是注解式, 即定义一个POJO, 并添加 @ServerEndpoint相关注解。

Endpoint实例在WebSocket握手时创建，并在客户端与服务端链接过程中有效，最后在链接关闭时结束。在Endpoint接口中明确定义了与其生命周期相关的方法， 规范实现者确保生命周期的各个阶段调用实例的相关方法。生命周期方法如下：

方法含义描述注解
onClose当会话关闭时调用。@OnClose
onOpen当开启一个新的会话时调用, 该方法是客户端与服务端握手成功后调用的方法。@OnOpen
onError当连接过程中异常时调用。@OnError

服务端如何接收客户端发送的数据呢？

通过为 Session 添加 MessageHandler 消息处理器来接收消息，当采用注解方式定义Endpoint时，我们还可以通过 @OnMessage 注解指定接收消息的方法。

服务端如何推送数据给客户端呢？

发送消息则由 RemoteEndpoint 完成， 其实例由 Session 维护， 根据使用情况， 我们可以通过Session.getBasicRemote 获取同步消息发送的实例 ， 然后调用其 sendXxx()方法就可以发送消息， 可以通过Session.getAsyncRemote 获取异步消息发送实例。

服务端代码：

@ServerEndpoint("/robin")
public class ChatEndPoint 

    private static Set<ChatEndPoint> webSocketSet = new HashSet<>();

    private Session session;

    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) throws IOException 
        System.out.println("接收的消息是：" + message);
        System.out.println(session);
        //将消息发送给其他的用户
        for (Chat chat : webSocketSet) 
            if(chat != this) 
                chat.session.getBasicRemote().sendText(message);
            
        
    

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) 
        this.session = session;
        webSocketSet.add(this);
    

    @OnClose
    public void onClose(Session seesion) 
        System.out.println("连接关闭了。。。");
    

    @OnError
    public void onError(Session session,Throwable error) 
        System.out.println("出错了。。。。" + error.getMessage());

三、基于WebSocket的网页聊天室

1. 需求

通过 websocket 实现一个简易的聊天室功能 。

1）. 登陆聊天室

2）. 登陆之后，进入聊天界面进行聊天

登陆成功后，呈现出以后的效果：

当我们想和李四聊天时就可以点击 好友列表 中的 李四，效果如下：

接下来就可以进行聊天了，张三 的界面如下：

李四 的界面如下：

2. 实现流程

3. 消息格式

  • 客户端 --> 服务端

    “toName”:“张三”,“message”:“你好”

  • 服务端 --> 客户端

    • 系统消息格式：“isSystem”:true,“fromName”:null,“message”：[“李四”,“王五”]
    • 推送给某一个的消息格式：“isSystem”:false,“fromName”:“张三”,“message”：“你好”

4. 功能实现

4.1 创建项目，导入相关jar包的坐标

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.1.5.RELEASE</version>
</parent>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    
    <!--devtools热部署-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
        <optional>true</optional>
        <scope>true</scope>
    </dependency>
</dependencies>

<build>
    <plugins>
        <!-- 打jar包时如果不配置该插件，打出来的jar包没有清单文件 -->
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

4.2 引入静态资源文件

4.3 引入公共资源

  • pojo类

    /**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Message
 * @Description: 浏览器发送给服务器的websocket数据
 * @Author: 黑马程序员
 */
public class Message 
    private String toName;
    private String message;

    public String getToName() 
        return toName;
    

    public void setToName(String toName) 
        this.toName = toName;
    

    public String getMessage() 
        return message;
    

    public void setMessage(String message) 
        this.message = message;
    


    /**
 * @version v1.0
 * @ClassName: ResultMessage
 * @Description: 服务器发送给浏览器的websocket数据
 * @Author: 黑马程序员
 */
public class ResultMessage 

    private boolean isSystem;
    private String fromName;
    private Object message;//如果是系统消息是数组

    public boolean getIsSystem() 
        return isSystem;
    

    public void setIsSystem(boolean isSystem) 
        this.isSystem = isSystem;
    

    public String getFromName() 
        return fromName;
    

    public void setFromName(String fromName) 
        this.fromName = fromName;
    

    public Object getMessage() 
        return message;
    

    public void setMessage(Object message) 
        this.message = message;
    


    /**
 * @version v1.0
 * @ClassName: Result
 * @Description: 用于登陆响应回给浏览器的数据
 * @Author: 黑马程序员
 */
public class Result 
    private boolean flag;
    private String message;

    public boolean isFlag() 
        return flag;
    

    public void setFlag(boolean flag) 
        this.flag = flag;
    

    public String getMessage() 
        return message;
    

    public void setMessage(String message) 
        this.message = message;

  • MessageUtils工具类

    /**
 * @version v1.0
 * @ClassName: MessageUtils
 * @Description: 用来封装消息的工具类
 * @Author: 黑马程序员
 */
public class MessageUtils 

    public static String getMessage(boolean isSystemMessage,String fromName, Object message) 
        try 
            ResultMessage result = new ResultMessage();
            result.setIsSystem(isSystemMessage);
            result.setMessage(message);
            if(fromName != null) 
                result.setFromName(fromName);
            
            ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();

            return mapper.writeValueAsString(result);
         catch (JsonProcessingException e) 
            e.printStackTrace();
        
        return null;

4.4 登陆功能实现

  • login.html：使用异步进行请求发送

    $(function() 
    $("#btn").click(function() 
        $.get("login",$("#loginForm").serialize(),function(res) 
            if(res.flag) 
                //跳转到 main.html页面
                location.href = "main.html";
             else 
                $("#err_msg").html(res.message);
            
        ,"json");
    );
)

  • UserController：进行登陆逻辑处理

    @RestController
public class UserController 

    @RequestMapping("/login")
    public Result login(User user, HttpSession session) 
        Result result = new Result();
        if(user != null && "123".equals(user.getPassword())) 
            result.setFlag(true);
            //将用户名存储到session对象中
            session.setAttribute("user",user.getUsername());
         else 
            result.setFlag(false);
            result.setMessage("登陆失败");
        

        return result;

4.5 获取当前登录的用户名

  • main.html：页面加载完毕后，发送请求获取当前登录的用户名

    var username;
$(function() 
    $.ajax(
        url:"getUsername",
        success:function(res) 
            username = res;
            $("#userName").html("用户：" + res + "<span style='float: right;color: green'>在线</span>");
        ,
        async:false
    );

  • UserController

    在UserController中添加一个getUsername方法，用来从session中获取当前登录的用户名并响应回给浏览器

    @RequestMapping("/getUsername")
public String getUsername(HttpSession session) 
    String username = (String) session.getAttribute("user");
    return username;

4.6 聊天室功能

  • 客户端实现

    在main.html页面实现前端代码：

    var toName;
        var username;
        function showChat(name) 
            toName = name;
            //清除聊天区的数据
            $("#msgs").html("");
            //现在聊天对话框
            $("#chatArea").css("display","inline");
			//显示“正在和谁聊天”
            $("#chatMes").html("正在和 <font face=\\"楷体\\">"+toName+"</font> 聊天");

            //切换用户，需要将聊天记录渲染到聊天区
            var storeData = sessionStorage.getItem(toName);
            if(storeData != null) 
                $("#msgs").html(storeData);
            
        

        $(function() 
            $.ajax(
                url:"getUsername",
                success:function(res) 
                    username = res;
                    //显示在线信息
                    $("#userName").html(" 用户："+res+"<span style='float: right;color: green'>在线</span>");
                ,
                async: false
            )

            //创建websocket
            var ws;
            if(window.WebSocket) 
                ws = new WebSocket("ws://localhost/chat");
            

            //绑定事件
            ws.onopen = function(evt) 
                //显示在线信息
                $("#userName").html(" 用户："+username+"<span style='float: right;color: green'>在线</span>");
            

            ws.onmessage = function(evt) 
                //接收服务器推送的消息
                var data = evt.data;
                //将该字符串数据转换为json
                var res = JSON.parse(data);
                //判断是系统消息还是推送给个人的消息
                if(res.isSystem) 
                    //系统消息
                    var names = res.message;
                    var userListStr = "";
                    var broadcastStr = "";
                    for(var name of names) 
                        if(name != username) 
                            userListStr += "<li class=\\"rel-item\\"><a οnclick='showChat(\\""+name+"\\")'>"+name+"</a></li>";
                            broadcastStr += "<li class=\\"rel-item\\" style=\\"color: #9d9d9d;font-family: 宋体\\">您的好友 "+name+" 已上线</li>";
                        
                    
                    //将数据渲染到页面
                    $("#userlist").html(userListStr);
                    $("#broadcastList").html(broadcastStr);
                 else 
                    //非系统消息
                    var content = res.message;

                    //拼接聊天区展示的数据
                    var str = "<div class=\\"msg robot\\"><div class=\\"msg-left\\" worker=\\"\\"><div class=\\"msg-host photo\\" style=\\"background-image: url(img/avatar/Member002.jpg)\\"></div><div class=\\"msg-ball\\">"+content+"</div></div></div>";


                    //有可能现在不是和指定用户的聊天框，所以需要进行判断
                    var storeData = sessionStorage.getItem(res.fromName);
                    if(storeData != null) 
                        storeData += str;
                     else 
                        storeData = str;
                    
                    sessionStorage.setItem(res.fromName,storeData);
                    if(toName == res.fromName) 
                        //将数据追加到聊天区
                        $("#msgs").append(str);
                    
                
            

            ws.onclose = function() 
                //显示在线信息
                $("#userName").html(" 用户："+username+"<span style='float: right;color: red'>离线</span>");
            

            //给发送按钮绑定点击事件
            $("#submit").click(function() 
                //获取输入的内容
                var data = $("#context_text").val();
                //将该文本框清空
                $("#context_text")WebSocket入门教程-- WebSocket实例：简单多人聊天室
    

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