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1.websocket是什么？
在传统的bs体系中，请求响应一直是单向的，服务器一直扮演的”被动“的角色，浏览器发起请求去访问服务器，服务器才会返回响应。这种单向的模式让实时通信、消息推送一类的场景，实现起来成本巨大。
html5里面提出了websocket标准，目的就是让服务器具有”主动“的能力，能由服务器向浏览器主动推送东西。websocket 是一种基于 tcp 协议的应用层协议，它允许客户端和服务器之间建立持久连接，实现实时通信和推送功能，其和http属于并列的关系：
2.websocket的通信过程
websocket的通信分为两个阶段：
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握手阶段
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数据交换阶段
握手阶段：
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客户端通过 http 请求发起握手请求，请求头包含一些特殊的字段，如pgrade: websocket和 connection: upgrade，以及其他的 websocket 相关字段。
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服务器响应握手：服务器收到客户端的 websocket 握手请求后，进行协议升级，将 http 连接升级为 websocket 连接。服务器返回一个 websocket 握手响应，响应头中包含特殊字段，如
upgrade: websocket和connection: upgrade，以及其他的 websocket 相关字段。 -
连接建立：一旦客户端收到服务器的 websocket 握手响应，websocket 连接就建立成功，现在客户端和服务器都可以发送和接收 websocket 消息了。
数据交换阶段：
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双向数据交换：websocket 连接建立后，客户端和服务器可以通过 websocket 会话进行双向的数据交换。任何一方都可以随时发送消息给对方，而不需要事先发出请求。这使得客户端和服务器能够实时交流和传输数据。
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数据帧：websocket 使用数据帧（frame）来传输数据。数据帧是 websocket 数据的最小传输单元。数据帧可以被分割成多个片段来传输更大的数据。数据帧中包含了有效载荷（payload）和一些控制信息，例如标识消息类型、是否为最后一个片段等。
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心跳检测：websocket 连接建立后，客户端和服务器可以通过发送心跳数据帧来维持连接。心跳检测可以确保连接的持久性，如果在一段时间内没有收到心跳响应，可以判断连接已断开。
3.websocket的报文结构
websocket的报文=结束标志位 + 操作码 + 帧长度 + 掩码
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第一位“fin”：相当于 http/2 里的“end_stream”，表示数据发送完毕。一个消息可以拆成多个帧，接收方看到“fin”后，就可以把前面的帧拼起来，组成完整的消息。
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“fin”后面的三个位是保留位，目前没有任何意义，但必须是 0。
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“opcode”，操作码：其实就是帧类型，比如 1 表示帧内容是纯文本，2 表示帧内容是二进制数据，8 是关闭连接，9 和 10 分别是连接保活的 ping 和 pong。
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掩码标志位“mask”：表示帧内容是否使用异或操作（xor）做简单的加密。目前的 websocket 标准规定，客户端发送数据必须使用掩码，而服务器发送则必须不使用掩码。
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“payload len”：表示帧内容的长度。它是另一种变长编码，最少 7 位，最多是 7+64 位，也就是额外增加 8 个字节，所以一个 websocket 帧最大是 2^64。
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“masking-key”：掩码密钥，它是由上面的标志位“mask”决定的，如果使用掩码就是 4 个字节的随机数，否则就不存在。
4.java中的websocket
websocket作为一个html5标准，也就是前端提出的标准，后端服务器需要支持这种标准，也就是能准确解析websocket的数据包，按照约定的标准来办事儿，才能使用websocket。
java 的 servlet 3.1 规范中包含了对 websocket 的支持，也就是说支持servlet 3.1的web server就支持websocket。实际开发中常用的tomcat、netty都支持websocket。
这里给出spring boot中使用websocket的demo。其底层是用的tomcat支持的websocket标准。
依赖：
websocket处理器：
每一个 websocket 连接对应一个 websocketsession。当客户端通过 websocket 建立连接时，服务器会为每个连接创建一个 websocketsession 对象，用于表示该连接的会话信息。
处理器用于处理websocketsession。
import org.springframework.stereotype.component;
import org.springframework.web.socket.textmessage;
import org.springframework.web.socket.websockethandler;
import org.springframework.web.socket.websocketmessage;
import org.springframework.web.socket.websocketsession;
@component
public class mywebsockethandler implements websockethandler {
@override
public void afterconnectionestablished(websocketsession session) throws exception {
system.out.println("websocket 连接建立：" + session.getid());
}
@override
public void handlemessage(websocketsession session, websocketmessage<?> message) throws exception {
string payload = message.getpayload().tostring();
system.out.println("接收到消息：" + payload);
session.sendmessage(new textmessage("服务器收到消息：" + payload));
}
@override
public void handletransporterror(websocketsession session, throwable exception) throws exception {
system.err.println("websocket 传输错误：" + session.getid());
}
@override
public void afterconnectionclosed(websocketsession session, closestatus closestatus) throws exception {
system.out.println("websocket 连接关闭：" + session.getid());
}
@override
public boolean supportspartialmessages() {
return false;
}
}配置、注册websocket处理器：
import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.context.annotation.configuration;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.enablewebsocket;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.websocketconfigurer;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.websockethandlerregistry;
@configuration
@enablewebsocket
public class websocketconfig implements websocketconfigurer {
@autowired
private mywebsockethandler websockethandler;
@override
public void registerwebsockethandlers(websockethandlerregistry registry) {
registry.addhandler(websockethandler, "/ws").setallowedorigins("*");
}
}前端代码示例：
<!doctype html>
<html>
<head>
<title>websocket test</title>
</head>
<body>
<button onclick="sendmessage()">发送消息</button>
<div id="messagebox"></div>
<script>
const ws = new websocket('ws://localhost:8080/ws');
ws.onopen = function(event) {
console.log('websocket 已连接');
};
ws.onmessage = function(event) {
document.getelementbyid('messagebox').innerhtml += '<p>' + event.data + '</p>';
};
ws.onclose = function(event) {
console.log('websocket 已关闭');
};
function sendmessage() {
const message = prompt('请输入要发送的消息：');
ws.send(message);
}
</script>
</body>
</html>
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