（一）websocket协议概述
假设我们要实现一个WEB版的聊天室可以采用哪些方案？
1.Ajax轮询去服务器取消息
客户端按照某个时间间隔不断地向服务端发送请求，请求服务端的最新数据然后更新客户端显示。这种方式实际上浪费了大量流量并且对服务端造成了很大压力。
2.Flash XMLSocket
在 HTML 页面中内嵌入一个使用了 XMLSocket 类的 Flash 程序。JavaScript 通过调用此Flash程序提供的套接口接口与服务器端的套接口进行通信。JavaScript 在收到服务器端以 XML 格式传送的信 息后可以很容易地控制 HTML 页面的内容显示。
- 以上方案的弊端
Ajax 轮询：
- Http为半双工协议，也就是说同一时刻，只有一个方向的数据传送。
- Http消息冗长，包含请求行、请求头、请求体。占用很多的带宽和服务器资源。
- 空轮询问题。
- 政府项目直接用ajax，别搞那么复杂，它不存在并发问题。
Flash XMLSocket
- 客户端必须安装 Flash 播放器，而且浏览器需要授权。
- 因为 XMLSocket 没有 HTTP 隧道功能，XMLSocket 类不能自动穿过防火墙。
- 因为是使用套接口，需要设置一个通信端口，防火墙、代理服务器也可能对非 HTTP 通道端口进行限制。
为了解决上述弊端，Html5定义了WebSocket协义能更好的节省服务器资源和宽带达到实时通信的目的。
- webSocket 协议简介
webSocket 是html5 开始提供的一种浏览器与服务器间进行全双工二进制通信协议，其基于TCP双向全双工作进行消息传递，同一时刻即可以发又可以接收消息，相比Http的半双工协议性能有很大的提升。
- webSocket特点如下：
- 单一TCP长连接，采用全双工通信模式。
- 对代理、防火墙透明，80端口必须打开吧。
- 无头部信息、消息更精简。
- 通过ping/pong 来保活。
- 服务器可以主动推送消息给客户端，不在需要客户轮询。
- WebSocket 协议报文格式
任何应用协议都有其特有的报文格式，比如Http协议通过 空格 换行组成其报文。如http 协议不同在于WebSocket属于二进制协议，通过规范进二进位来组成其报文。
- 报文说明：
FIN
标识是否为此消息的最后一个数据包，占 1 bit
RSV1, RSV2, RSV3
用于扩展协议，一般为0，各占1bit
Opcode
数据包类型（frame type），占4bits 0x0：标识一个中间数据包 0x1：标识一个text类型数据包 0x2：标识一个binary类型数据包 0x3-7：保留 0x8：标识一个断开连接类型数据包 0x9：标识一个ping类型数据包 0xA：表示一个pong类型数据包 0xB-F：保留
MASK
占1bits 用于标识PayloadData是否经过掩码处理。如果是1，Masking-key域的数据即是掩码密钥，用于解码 PayloadData。客户端发出的数据帧需要进行掩码处理，所以此位是1。
Payload length
Payload data的长度，占7bits，7 16bits，7 64bits： 如果其值在0-125，则是payload的真实长度。如果值是126，则后面2个字节形成的16bits无符号整型数的值是payload的真实长度。注意，网络字节序，需要转换。如果值是127，则后面8个字节形成的64bits无符号整型数的值是payload的真实长度。注意，网络字节序，需要转换。
Payload data
应用层数据
- WebSocket 在浏览当中的使用
Http 连接与webSocket 连接建立示意图
代码语言：javascript复制通过javaScript 中的API可以直接操作WebSocket 对象
var ws = new WebSocket(“ws://localhost:8080”);ws.onopen = function()// 建⽴成功之后触发的事件{ console.log(“打开连接”); ws.send("ddd"); // 发送消息};ws.onmessage = function(evt) { // 接收服务器消息 console.log(evt.data);};ws.onclose = function(evt) { console.log(“WebSocketClosed!”); // 关闭连接};ws.onerror = function(evt) { console.log(“WebSocketError!”); // 连接异常};代码语言：javascript复制1.申请一个WebSocket对象，并传入WebSocket地址信息，这时client会通过Http先发起握手请求
GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.comUpgrade: websocket //告诉服务端需要将通信协议升级到websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== //浏览器base64加密的密钥，server端收到后需要提取Sec-WebSocket-Key 信息，然后加密。Origin: http://example.comSec-WebSocket-Protocol: chat, superchat //表⽰客⼾端请求提供的可供选择的⼦协议Sec-WebSocket-Version: 13 //版本标识代码语言：javascript复制2.服务端响应、并建立连接
HTTP/1.1 101 Switching ProtocolsUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Accept: SIEylb7zRYJAEgiqJXaOW3V ZWQ=3.握手成功促发客户端 onOpen 事件
- 连接状态查看
通过ws.readyState 可查看当前连接状态可选值
- CONNECTING (0)：表示还没建立连接。
- OPEN (1)： 已经建立连接，可以进行通讯。
- CLOSING (2)：通过关闭握手，正在关闭连接。
- CLOSED (3)：连接已经关闭或无法打开。
（二）netty实现websocket演示
代码语言：javascript复制源码：websocket WebsocketServer.java
package com.dig8.websocket;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;import io.netty.channel.ChannelFuture;import io.netty.channel.EventLoopGroup;import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;import io.netty.handler.logging.LogLevel;import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;
public class WebsocketServer { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try{ ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap(); serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class) .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO)) .childHandler(new WebSocketChannelInitializer());
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(8989).sync(); channelFuture.channel().closeFuture().sync(); }finally{ bossGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully(); } }}代码语言：javascript复制WebSocketChannelInitializer.java
package com.dig8.websocket;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;import io.netty.channel.ChannelPipeline;import io.netty.channel.socket.SocketChannel;import io.netty.handler.codec.http.HttpObjectAggregator;import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketServerProtocolHandler;import io.netty.handler.stream.ChunkedWriteHandler;
public class WebSocketChannelInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
@Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); //HttpServerCodec: 针对http协议进行编解码 pipeline.addLast("httpServerCodec", new HttpServerCodec()); //ChunkedWriteHandler分块写处理，文件过大会将内存撑爆 pipeline.addLast("chunkedWriteHandler", new ChunkedWriteHandler()); /** * 作用是将一个Http的消息组装成一个完成的HttpRequest或者HttpResponse，那么具体的是什么 * 取决于是请求还是响应, 该Handler必须放在HttpServerCodec后的后面 */ pipeline.addLast("httpObjectAggregator", new HttpObjectAggregator(8192));
//用于处理websocket, /ws为访问websocket时的uri pipeline.addLast("webSocketServerProtocolHandler", new WebSocketServerProtocolHandler("/ws"));
pipeline.addLast("myWebSocketHandler", new WebSocketHandler()); }}代码语言：javascript复制WebSocketHandler.java
package com.dig8.websocket;
import io.netty.channel.Channel;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;
import java.util.Date;
public class WebSocketHandler extends SimpleChannelInboundHandler<TextWebSocketFrame> {
@Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame msg) throws Exception { Channel channel = ctx.channel(); System.out.println(channel.remoteAddress() ": " msg.text()); ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame("来自服务端: " new Date().toString())); }
@Override public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { System.out.println("ChannelId" ctx.channel().id().asLongText()); }
@Override public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { System.out.println("用户下线: " ctx.channel().id().asLongText()); }
@Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { ctx.channel().close(); }}代码语言：javascript复制test.html
<!DOCTYPE html><html><head> <meta charset="UTF-8"> <title>Socket</title> <script type="text/javascript"> var websocket;
//如果浏览器支持WebSocket if(window.WebSocket){ websocket = new WebSocket("ws://localhost:8989/ws"); //获得WebSocket对象
//当有消息过来的时候触发 websocket.onmessage = function(event){ var respMessage = document.getElementById("respMessage"); respMessage.value = respMessage.value "n" event.data; }
//连接关闭的时候触发 websocket.onclose = function(event){ var respMessage = document.getElementById("respMessage"); respMessage.value = respMessage.value "n断开连接"; }
//连接打开的时候触发 websocket.onopen = function(event){ var respMessage = document.getElementById("respMessage"); respMessage.value = "建立连接"; } }else{ alert("浏览器不支持WebSocket"); }
function sendMsg(msg) { //发送消息 if(window.WebSocket){ if(websocket.readyState == WebSocket.OPEN) { //如果WebSocket是打开状态 websocket.send(msg); //send()发送消息 } }else{ return; } } </script></head><body><form onsubmit="return false"> <textarea style="width: 300px; height: 200px;" name="message"></textarea> <input type="button" onclick="sendMsg(this.form.message.value)" value="发送"><br> <h3>信息</h3> <textarea style="width: 300px; height: 200px;" id="respMessage"></textarea> <input type="button" value="清空" onclick="javascript:document.getElementById('respMessage').value = ''"></form></body></html>
PS：netty的实现http和websocket基本也就说到这里，具体netty实现RPC这块我没演示，我感觉没必要成熟的框架都是基于netty实现的自己在现实个RPC真没必要，如果想看netty实现RPC直接看dubbo源码就可以了，下次一起说说消息中间件rocketmq。
