java使用教程如何编写WebSocket实时通信程序 java使用教程的WebSocket应用技巧​

java websocket程序基于jsr 356规范，使用@serverendpoint和@clientendpoint注解分别实现服务端和客户端；2. 服务端通过@onopen、@onmessage、@onclose、@onerror处理连接生命周期事件，session用于消息收发；3. 客户端通过websocketcontainer连接服务端，使用countdownlatch同步控制；4. 高并发处理可通过线程池、nio或消息队列实现；5. 安全性通过wss协议、ssl证书和身份验证保障；6. 心跳检测通过定时发送ping/pong消息实现，服务端使用scheduledexecutorservice周期发送ping，客户端需回复pong以维持连接；7. 程序需部署在支持websocket的服务器如tomcat 8+，客户端使用wss://协议确保通信安全，完整实现了实时双向通信机制。

WebSocket实时通信程序，说白了，就是让你的Java程序能像聊天室一样，服务器和客户端可以随时互发消息，不用像传统的HTTP请求那样，客户端得先问一句，服务器才能回一句。这玩意儿在需要实时更新数据的场景里特别有用，比如股票行情、在线游戏啥的。

解决方案

要用Java写WebSocket程序，主要靠的就是JSR 356规范，也就是Java WebSocket API。你可以把它理解成Java官方提供的WebSocket工具包。

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1. 引入依赖： 先在你的Maven或者Gradle项目里加上WebSocket API的依赖。比如Maven的

   pom.xml

   文件里：

<dependency>     <groupId>jakarta.websocket</groupId>     <artifactId>jakarta.websocket-api</artifactId>     <version>2.1.0</version> <!-- 找最新的版本 -->     <scope>provided</scope> <!-- 容器提供，比如Tomcat --> </dependency>

2. 编写服务端：

   • 创建一个类，用

     @ServerEndpoint

     注解标记它，这个注解告诉服务器，这个类是一个WebSocket端点。

     @ServerEndpoint

     里可以指定一个URI，客户端通过这个URI连接到服务器。

   import jakarta.websocket.*; import jakarta.websocket.server.ServerEndpoint; import java.io.IOException;  @ServerEndpoint("/websocket") public class MyWebSocketServer {      @OnOpen     public void onOpen(Session session) {         System.out.println("Client connected: " + session.getId());     }      @OnMessage     public void onMessage(String message, Session session) throws IOException {         System.out.println("Received message: " + message + " from " + session.getId());         // 将消息广播给所有连接的客户端，或者只发给特定的客户端         session.getBasicRemote().sendText("Server received: " + message); // Echo back     }      @OnClose     public void onClose(Session session) {         System.out.println("Client disconnected: " + session.getId());     }      @OnError     public void onError(Throwable error) {         error.printStackTrace();     } }

   • @OnOpen

     、

     @OnMessage

     、

     @OnClose

     、

     @OnError

     这几个注解分别对应WebSocket的几个事件：连接建立、收到消息、连接关闭、发生错误。

   • Session

     对象代表一个客户端连接。你可以用它来发送消息，获取客户端信息等等。

3. 编写客户端：

   • 同样，创建一个类，用

     @ClientEndpoint

     注解标记。

   import jakarta.websocket.*; import java.net.URI; import java.net.URISyntaxException; import java.io.IOException; import java.util.concurrent.CountDownLatch;  @ClientEndpoint public class MyWebSocketClient {      private CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);      @OnOpen     public void onOpen(Session session) {         System.out.println("Connected to server: " + session.getId());         try {             session.getBasicRemote().sendText("Hello Server!");         } catch (IOException e) {             e.printStackTrace();         }     }      @OnMessage     public void onMessage(String message, Session session) {         System.out.println("Received message: " + message + " from server");         latch.countDown(); // 收到消息后，解锁     }      @OnClose     public void onClose(Session session) {         System.out.println("Disconnected from server: " + session.getId());     }      @OnError     public void onError(Throwable error) {         error.printStackTrace();     }      public CountDownLatch getLatch() {         return latch;     }      public static void main(String[] args) throws URISyntaxException, DeploymentException, IOException, InterruptedException {         WebSocketContainer container = ContainerProvider.getWebSocketContainer();         Session session = container.connectToServer(MyWebSocketClient.class, new URI("ws://localhost:8080/websocket")); // 替换为你的服务器地址         MyWebSocketClient client = (MyWebSocketClient) session.getUserProperties().get(MyWebSocketClient.class.getName());         client.getLatch().await(); // 等待收到消息         session.close();     } }

   • 客户端需要一个WebSocket容器来建立连接。

     ContainerProvider.getWebSocketContainer()

     可以获取默认的容器。

   • container.connectToServer()

     方法用来连接到服务器。

4. 部署和运行：

   • 把你的服务端代码部署到支持WebSocket的Java Web服务器上，比如Tomcat。注意，Tomcat的版本要足够高，比如Tomcat 8.0以上。

   • 运行你的客户端代码。

Java WebSocket如何处理高并发？

WebSocket本身是基于TCP的，所以高并发的处理方式和普通的网络编程类似。主要思路就是使用多线程或者异步IO。

• 线程池： 每个WebSocket连接都分配一个线程来处理消息。可以用线程池来管理这些线程，避免创建过多的线程导致系统崩溃。

• 异步IO (NIO)： Java NIO提供了非阻塞的IO操作。可以用它来处理WebSocket连接，一个线程可以处理多个连接，提高并发能力。Netty框架就 heavily 使用了 NIO。

• 消息队列： 如果消息处理逻辑比较复杂，可以将消息放入消息队列，然后用多个消费者线程来处理消息。这样可以避免单个线程阻塞，提高系统的吞吐量。比如使用 Kafka 或者 RabbitMQ。

如何保证WebSocket通信的安全性？

WebSocket默认是不加密的，所以需要使用WSS协议来保证通信的安全性。WSS就是WebSocket over SSL/TLS，相当于HTTPS之于HTTP。

• 配置SSL证书： 在你的Web服务器上配置SSL证书。具体的配置方法取决于你使用的Web服务器。

• 使用WSS协议： 客户端连接服务器的时候，使用

  wss://

  协议代替

  ws://

  协议。

• 身份验证： 可以使用HTTP认证或者自定义的认证方式来验证客户端的身份。可以在

  @OnOpen

  方法里进行身份验证。

WebSocket心跳检测机制如何实现？

心跳检测是为了检测客户端和服务器之间的连接是否仍然有效。如果长时间没有收到对方的消息，就认为连接已经断开。

• 定时发送心跳包： 客户端和服务器定时向对方发送心跳包。心跳包就是一个特殊的消息，比如

  PING

  或者

  PONG

  。

• 超时判断： 如果在一段时间内没有收到对方的心跳包，就认为连接已经断开，关闭连接。

服务器端实现心跳检测的一个简单例子：

import jakarta.websocket.*; import jakarta.websocket.server.ServerEndpoint; import java.io.IOException; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit;  @ServerEndpoint("/heartbeat") public class HeartbeatWebSocketServer {      private Session session;     private ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();     private static final long HEARTBEAT_INTERVAL = 30; // seconds      @OnOpen     public void onOpen(Session session) {         this.session = session;         System.out.println("Client connected: " + session.getId());          // Start sending heartbeat messages         scheduler.scheduleAtFixedRate(this::sendHeartbeat, HEARTBEAT_INTERVAL, HEARTBEAT_INTERVAL, TimeUnit.SECONDS);     }      private void sendHeartbeat() {         try {             if (session != null && session.isOpen()) {                 session.getBasicRemote().sendText("PING");             } else {                 System.out.println("Session closed, stopping heartbeat.");                 scheduler.shutdown();             }         } catch (IOException e) {             System.err.println("Error sending heartbeat: " + e.getMessage());             scheduler.shutdown();         }     }      @OnMessage     public void onMessage(String message, Session session) throws IOException {         System.out.println("Received message: " + message + " from " + session.getId());         if ("PONG".equals(message)) {             System.out.println("Received PONG from client, connection is alive.");         } else {             session.getBasicRemote().sendText("Server received: " + message);         }     }      @OnClose     public void onClose(Session session) {         System.out.println("Client disconnected: " + session.getId());         scheduler.shutdown();     }      @OnError     public void onError(Throwable error) {         error.printStackTrace();         scheduler.shutdown();     } }

客户端也需要类似的机制，收到PING后回复PONG，或者在一定时间内没有收到PING就认为连接断开。这部分代码就留给你自己去实现了。