Vue 中前后端使用WebSocket

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什么是websocket

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

  • WebSocket是HTML5下一种新的协议（websocket协议本质上是一个基于tcp的协议）

  • 它实现了浏览器与服务器全双工通信，能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯的目的

  • http是一种无状态，无连接，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。这样的弊端显然是很大的，只要服务端状态连续变化，客户端就必须实时响应，都是通过javascript与ajax进行轮询，这样显然是非常麻烦的，同时轮询的效率低，非常的浪费资源(http一直打开，一直重复的连接)。

  • 于是就有了websocket，Websocket是一个持久化的协议，它是一种全面双工通讯的网络技术，任意一方都可以建立连接将数据推向另一方，websocket只需要建立一次连接，就可以一直保持

websocket 原理

  • websocket约定了一个通信的规范，通过一个握手的机制，客户端和服务器之间能建立一个类似tcp的连接，从而方便它们之间的通信

  • 在websocket出现之前，web交互一般是基于http协议的短连接或者长连接

  • websocket是一种全新的协议，不属于http无状态协议，协议名为"ws"

  • 说它是TCP传输，主要体现在建立长连接后，浏览器是可以给服务器发送数据，服务器也可以给浏览器发送请求的。当然它的数据格式并不是自己定义的，是在要传输的数据外层有ws协议规定的外层包的。

websocket与http的关系

  • 相同点：

  • 都是基于tcp的，都是可靠性传输协议，都是应用层协议

  • 不同点：

  • WebSocket是双向通信协议，模拟Socket协议，可以双向发送或接受信息

  • HTTP是单向的

  • WebSocket是需要浏览器和服务器握手进行建立连接的

  • 而http是浏览器发起向服务器的连接，服务器预先并不知道这个连接

  • 联系

  • WebSocket在建立握手时，数据是通过HTTP传输的。但是建立之后，在真正传输时候是不需要HTTP协议的

  • 关系图

实际开发

  • 我们有一个需求就是报警数据来了之后在前端报警处理，不使用websocket就只能通过轮询每3秒调用一次接口，在吧查回来的数据进行判断，如果多了就开始调接口继续操作，这样很浪费资源。

  • 使用websocket之后，建立连接之后。后端察觉数据变化之后，通过他的send方法通知前端，前端通过onmessage提示调用，可以在里面直接调用查询数据接口继续操作。

  • 我们这里是建立连接通过他数据变化后端通知前端，前端有个方法会执行，我们在这个方法里面调用我们查询接口，也可以是后端把这条数据发回来我们处理，根据实际情况而定。

后端代码

我们后端是做了容器化的分布式的，主要代码如下

public class WebSocketConfig {
    /**
     * 如果使用Springboot默认内置的tomcat容器，则必须注入ServerEndpoint的bean；
     * 如果使用外置的web容器，则不需要提供ServerEndpointExporter，下面的注入可以注解掉
     */
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter(){
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}


public class WebSocketServer {
​
    //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;
​
    private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSockets = new CopyOnWriteArraySet<>();
    //用来存放每个客户端对应的WebSocket对象。
    private static Map<String,Session> sessionPool = new HashMap<>();
​
    /**
     * 连接成功后调用的方法
     * @param session
     * @param key
     */
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session, @PathParam("key") String key) throws IOException {
        //key为前端传给后端的token
        this.session = session;
        //从token中获取到userid当做区分websocket客户端的key
        Long userId = JwtHelper.getUserId(key);
        sessionPool.put(String.valueOf(userId),session);
        if (sessionPool.get(String.valueOf(userId))==null){
            webSockets.add(this);
        }
        webSockets.add(this);
        System.out.println("webSocket连接成功");
        System.out.println("WebSocket有新的连接，连接总数为："+webSockets.size());
    }
​
    /**
     * 连接关闭调用的方法
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        webSockets.remove(this);
        System.out.println("webSocket连接关闭");
    }
​
    /**
     * 收到客户端消息后调用的方法，根据业务要求进行处理，这里就简单地将收到的消息直接群发推送出去
     * @param message 客户端发送过来的消息
     */
    @OnMessage
    public void onMessage(String message) {
        //心跳检测
        int beginIndex = 10;
        if ("HeartBeat".equals(message.substring(0,9))){
            String token = message.substring(beginIndex);
            System.out.println("token1"+token);
            if (!"".equals(token)){
                System.out.println("token2"+token);
                Long userId = JwtHelper.getUserId(token);
                sendTextMessage(String.valueOf(userId),"ok");
            }
        }
        System.out.println("WebSocket收到客户端消息："+message);
    }
    /**
     * 发生错误时的回调函数
     * @param session
     * @param error
     */
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        log.error("发生错误");
        error.printStackTrace();
    }
​
    /**
     * 实现服务器主动推送消息
     */
    //单点消息发送
    public void sendTextMessage(String key,String message){
        Session session = sessionPool.get(key);
        if (session!=null){
            try {
                session.getBasicRemote().sendText(message);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
​
}
​

前端代码

1.在src/utils 建立websocket.js 引入文件，这个websocket是全局的，通过登录，和退出控制，在哪儿页面都可以使用。

// 提示信息
import { Message } from 'element-ui'
// 引入token 解析用户id在后端处理
import { getToken } from '@/utils/auth'
​
var url = 'ws://后端地址/equipment/websocket/'
​
var ws
var tt
var lockReconnect = false //避免重复连接
var clientId = getToken() //cookies中获取token值
​
var websocket = {
// 建立连接
  Init: function (clientId) {
    if ('WebSocket' in window) {
      ws = new WebSocket(url + clientId)
    } else if ('MozWebSocket' in window) {
      ws = new MozWebSocket(url + clientId)
    } else {
      // console.log('您的浏览器不支持 WebSocket!')
      return
    }
    // websocket 生命周期根据websocket状态自己会执行
    // websocket 成功 失败 错误 断开 这里会自动执行
    // 这个方法后端通过send调用 这个方法会执行和接收参数
    ws.onmessage = function (e) {
      // console.log('接收消息:' + e.data)
      heartCheck.start()
      if (e.data == 'ok') {
        //心跳消息不做处理
        return
      }
      Message({
        message: e.data,
        type: 'success'
      })
      //messageHandle(e.data)
    }
    ws.onclose = function () {
      console.log('连接已关闭')
      Message({
        message: '报警功能连接已关闭',
        type: 'error'
      })
      reconnect(clientId)
    }
    ws.onopen = function () {
      // console.log('连接成功')
      Message({
        message: '报警功能连接成功',
        type: 'success'
      })
      heartCheck.start()
    }
​
    ws.onerror = function (e) {
      // console.log('数据传输发生错误')
      Message({
        message: '数据传输发生错误',
        type: 'error'
      })
      reconnect(clientId)
    }
  },
  // 我们单独写了一个方法 调用ws的关闭方法，这样就可以在退出登录的时候主动关闭连接
  //关闭连接
  onClose: function () {
    console.log('主动关闭连接！')
    //关闭websocket连接和关闭断开重连机制
    lockReconnect = true
    // 调用 上面的websocket关闭方法
    ws.close()
  },
  // 前端的send给后端发信息
  Send: function (sender, reception, body, flag) {
    let data = {
      sender: sender,
      reception: reception,
      body: body,
      flag: flag
    }
    let msg = JSON.stringify(data)
    // console.log('发送消息：' + msg)
    ws.send(msg)
  },
  // 返回ws对象
  getWebSocket () {
    return ws
  },
  // websocket 自带的状态码意思提示
  getStatus () {
    if (ws.readyState == 0) {
      return '未连接'
    } else if (ws.readyState == 1) {
      return '已连接'
    } else if (ws.readyState == 2) {
      return '连接正在关闭'
    } else if (ws.readyState == 3) {
      return '连接已关闭'
    }
  }
}
​
// 刷新页面后需要重连 
if (window.performance.navigation.type == 1 && getToken() != null) {
  //刷新后重连
  // reconnect(clientId);
  websocket.Init(clientId)
  //如果websocket没连接成功，则开始延迟连接
  if (ws == null) {
    reconnect(clientId)
  }
}
​
export default websocket
​
//根据消息标识做不同的处理
function messageHandle (message) {
  let msg = JSON.parse(message)
  switch (msg.flag) {
    case 'command':
      // console.log('指令消息类型')
      break
    case 'inform':
      // console.log('通知')
      break
    default:
    // console.log('未知消息类型')
  }
}
// 重连方法 刷新页面 连接错误 连接关闭时调用
function reconnect (sname) {
  if (lockReconnect) {
    return
  }
  lockReconnect = true
  //没连接上会一直重连，设置延迟避免请求过多
  tt && clearTimeout(tt)
  tt = setTimeout(function () {
    // console.log('执行断线重连...')
    websocket.Init(sname)
    lockReconnect = false
  }, 4000)
}
​
//心跳检测 跟后端是对应的 会进行处理
// 连接成功 和后端推消息时调用
var heartCheck = {
  timeout: 1000 * 60 * 3,
  timeoutObj: null,
  serverTimeoutObj: null,
  start: function () {
    // console.log('开始心跳检测')
    var self = this
    this.timeoutObj && clearTimeout(this.timeoutObj)
    this.serverTimeoutObj && clearTimeout(this.serverTimeoutObj)
    this.timeoutObj = setTimeout(function () {
      //这里发送一个心跳，后端收到后，返回一个心跳消息，
      //onmessage拿到返回的心跳就说明连接正常
      // console.log('心跳检测...')
      ws.send('HeartBeat:' + clientId)
      self.serverTimeoutObj = setTimeout(function () {
        if (ws.readyState != 1) {
          ws.close()
        }
        // createWebSocket();
      }, self.timeout)
    }, this.timeout)
  }
}
​

2.在登录和退出的时候进行websocket进行建立连接和关闭连接，就是在vuex（src/store/modules/user.js）调用这里方法（详细的Vuex做登录主页文章会有）。

// 引入外部文件
import websocket from '@/utils/websocket'
// 请求
const actions = {
  // 登录
  async login (ctx, data) {
    // 调用mutations里的方法存到state
    // 登录成功后创建websocket连接
    // res.data 是token
    websocket.Init(res.data)
    ctx.commit('SET_TOKEN', res.data)
  },
 
  // 退出登录
  logout (ctx) {
   // 主动关闭连接
    websocket.onClose()
    Message.success('退出成功，请重新登录')
  }
}

3.在需要用到websocket使用，我们这里是在首页使用。

// 引入websocket文件
import websocket from '@/utils/websocket'
​
// 登录成功一进到页面的时候调用
created() {
   this.getWebSocket()
 },
​
// getWebSocket()方法
method: {
   // websocket 接受消息
    getWebSocket() {
      // websocket.getWebSocket()这个是websocket里面方法返回ws对象（websocket.js）
      let ws = websocket.getWebSocket()
      // 通过ws这个对象获取这个websocket里面后端推消息前端执行的方法onmessage。
      // 给他赋给我们自己方法 this.websocketonmessage
     websocketonmessage(e)就会执行
      ws.onmessage = this.websocketonmessage
    },
    //接收到消息的回调函数
    websocketonmessage(e) {
      // e后端传回来参数
      // console.log(e.data);
      // 防止心跳监测，返回来的ok 对方法执行的影响（心跳监测方法也会执行一次）
      if (e.data == 'ok') {
        //心跳消息不做处理
        return
      }
      // 需要监测的接口 我们查询数据的接口 在进行处理
        this.alarmerlist()
    },
}
​

细节：这样登录创建连接之后，后端察觉到数据变化，就通过他的send方法给我们推消息我们前端websocket.js文件的onmessage这个方法会自己调用执行并会接受参数。我们在需要的页面引入websocket使用。把它赋值我们自己写的方法，这样数据一变化我们就会调用一次查询接口，进行处理，大大节约性能（http要用轮询一直调用查询接口）。

总结：

经过这一趟流程下来相信你也对 Vue 中前后端使用WebSocket 有了初步的深刻印象，但在实际开发中我 们遇到的情况肯定是不一样的，所以我们要理解它的原理，万变不离其宗。加油，打工人！

什么不足的地方请大家指出谢谢 -- 風过无痕

本图文内容来源于网友网络收集整理提供，作为学习参考使用，版权属于原作者。
THE END
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