Spring Boot 结合 WebSocket 实现在线聊天

Original 江南一点雨江南一点雨 2020-10-08

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2017 年那会，公众号刚开始写没多久，松哥曾经在公众号上发过一个简易的 WebSocket 的系列，大概只有 5 篇左右。大致上讲了下 WebSocket 的原理以及结合 Java 的具体用法，最后还做了一个五子棋对弈的游戏，在 GitHub 上开源了，感兴趣的小伙伴可以看下。

不过那个系列主要讲 WebSocket 的原生用法，没有谈到 Spring Boot 结合 WebSocket 的用法。在 Spring Boot 中，如果我们使用 WebSocket，可以不必使用晦涩的原生代码，可以结合很多现成的框架来更加方便的实现在线聊天。

今天我们就来看看如何在 Spring Boot 中结合 WebSocket 实现点对点在线聊天。

1.WebSocket 简介

1.1 HTTP/1.1 的升级特性

要说 WebSocket 协议，我们得先来说说 HTTP 协议的一个请求头，事实上，所有的 HTTP 客户端（浏览器、移动端等）都可以在请求头中包含 Connection:Upgrade ，这个表示客户端希望升级请求协议，那么希望升级成什么样的协议呢？我们需要在 Upgrade 头中指定一个或者多个协议的列表，当然这些协议必须兼容 HTTP/1.1 协议。服务器收到请求之后，如果接受升级请求，那么将会返回一个 101 的状态码，表示转换请求协议，同时在响应的 Upgrade 头中使用单个值，这个单个值就是请求协议列表中服务器支持的第一个协议（即请求头的 Upgrade 字段中列出来的协议列表中服务器支持的第一个协议）。

HTTP 升级最大的好处是最终使我们可以使用任意的协议，在升级握手完成之后，它就不再使用 HTTP 连接了，我们甚至可以在升级握手完成之后建立一个 Socket 连接，理论上我们可以使用 HTTP 升级在两个端点之间使用任何自己设计的协议，进而创建出各种各样的 TCP 通信，当然浏览器不会让开发者随意去这么做，而是要指定某些协议，WebSocket 应运而生！

大家来看松哥之前制作的一张图，这里详细解释了 websocket 协议升级的过程：

1.2 WebSocket 协议

OK，了解了 HTTP/1.1 协议的升级特性之后，我们再来详细看看整个过程是怎么样的？

一个 WebSocket 请求首先使用非正常的 HTTP 请求以特定的模式访问一个 URL ，这个 URL 有两种模式，分别是 ws 和 wss，对应 HTTP 协议中的 http 和 https，请求头中除了 Connection:Upgrade 之外还有一个 Upgrade:websocket ，它们两个将共同告诉服务器将连接升级为 WebSocket 这样一种全双工协议。

如此，在握手完成之后，文本消息或者其他二进制消息就可以同时在两个方向上进行发送，而不需要关闭和重建连接。此时的客户端和服务端关系其实是对等的，他们都可以互相向对方主动发消息。

注意

ws 和 wss 模式并不能算作 HTTP 协议的一部分，因为 HTTP 请求和请求头并不包含 URL 模式，HTTP 请求只在请求的第一行中包含相对于服务器的 URL ，在 Host 头中包含域名，而 WebSocket 中特有的 ws 和 wss 模式主要用于通知浏览器和 API 是希望使用 SSL/TLS(wss)，还是希望使用不加密的方式(ws)进行连接。

1.3 WebSocket 的优势

说了这么多，那么接下来我们来看看 WebSocket 协议都有哪些优势：

由于 WebSocket 连接在端口80(ws)或者443(wss)上创建，与 HTTP 使用的端口相同，这样，基本上所有的防火墙都不会阻塞 WebSocket 连接
WebSocket 使用 HTTP 协议进行握手，因此它可以自然而然的集成到网络浏览器和 HTTP 服务器中
使用该协议，当消息启动或者到达的时候，服务端和客户端都可以知道

.....

等等，还有很多。