SpringBoot整合WebSocket的两种方式及微服务网关Gateway配置

2024-02-29 18:40:05 分类：后端 热度：73 评论： 0

一、说明

项目中后台微服务需要向前端页面推送消息，因此不可避免的需要用到websocket技术。SpringBoot已经为WebSocket的集成提供了很多支持，只是WebSocket消息如何通过微服务网关Spring Cloud gateway向外暴露接口，实际开发过程中遇到了很多问题。微服务框架本身是作为一个平台为各种服务提供支撑的，所以对常用的两种WebSocket实现方式都要能够适配，特别是用Stomp方式实现时要考虑WebSocket接口与Rest API接口共存时的跨域问题。查了很多资料，也稍微浏览了一下源码，总算成功的解决了问题。下面着重讲实现的过程，展示代码，原理就不详细介绍了，网上一大堆。

二、WebSocket基本原理

WebSocket 协议是基于 TCP 的一种新的网络协议，它实现了浏览器与服务器全双工（full-duplex）通信—允许服务器主动发送信息给客户端，这样就可以实现从客户端发送消息到服务器，而服务器又可以转发消息到客户端，这样就能够实现客户端之间的交互。对于 WebSocket 的开发，Spring 也提供了良好的支持，目前很多浏览器已经实现了 WebSocket 协议，但是依旧存在着很多浏览器没有实现该协议，为了兼容那些没有实现该协议的浏览器，往往还需要通过 STOMP 协议来完成这些兼容。

 三、常规实现方式

1、后台微服务代码

POM引入

<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
	<version>2.7.2</version>
</dependency>
<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
	<version>2.7.2</version>
</dependency>

WebSocket配置类

@Configuration
public class WebSocketConfig {
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

 WebSocket服务实现类

@ServerEndpoint("/websocket/{sid}")
@***ponent
@Slf4j
public class WebSocketServer {
    //静态变量，用来记录当前在线连接数。应该把它设计成线程安全的。
    private static int onlineCount = 0;
    //concurrent包的线程安全Set，用来存放每个客户端对应的MyWebSocket对象。
    private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<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;

    //接收sid
    private String sid="";

/**
 * 连接建立成功调用的方法*/
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session, @PathParam("sid") String sid) {
        this.session = session;
        webSocketSet.add(this);     //加入set中
        addOnlineCount();           //在线数加1
        log.info("有新窗口开始监听:"+sid+",当前在线人数为" + getOnlineCount());
        this.sid=sid;
        try {
            sendMessage("连接成功");
        } catch (IOException e) {
            log.error("websocket IO异常");
        }
    }

/**
 * 连接关闭调用的方法
 */
    @OnClose
    public void onClose() {
        webSocketSet.remove(this);  //从set中删除
        subOnlineCount();           //在线数减1
        log.info("有一连接关闭！当前在线人数为" + getOnlineCount());
    }

/**
 * 收到客户端消息后调用的方法
 *
 * @param message 客户端发送过来的消息*/
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        log.info("收到来自窗口"+sid+"的信息:"+message);
        //群发消息
        for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
            try {
                item.sendMessage(message);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

/**
 *
 * @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
 */
    public void sendMessage(String message) throws IOException {
        this.session.getBasicRemote().sendText(message);
    }

/**
 * 群发自定义消息
 * */
    public static void sendInfo(String message,@PathParam("sid") String sid) throws IOException {
        log.info("推送消息到窗口"+sid+"，推送内容:"+message);
        for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
            try {
                //这里可以设定只推送给这个sid的，为null则全部推送
                if(sid==null) {
                    item.sendMessage(message);
                }else if(item.sid.equals(sid)){
                    item.sendMessage(message);
                }
            } catch (IOException e) {
                continue;
            }
        }
    }

    public static synchronized int getOnlineCount() {
        return onlineCount;
    }

    public static synchronized void addOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount++;
    }

    public static synchronized void subOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount--;
    }

    public static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> getWebSocketSet() {
        return webSocketSet;
    }
}

应用程序配置信息 application.yml

server:
  port: 9009

spring:
  application:
    name: test-service

2、Spring Cloud Gateway配置

这种方式的配置相对简单一些，只要把websocket的路径配置上就可以了。需要和REST API的路由信息分开进行配置。另外对于REST API有安全校验机制，在网关验证http请求携带的Token信息，对WebSocket连接就不检查了。

spring:
  cloud:
    gateway:
      globalcors:
        add-to-simple-url-handler-mapping: true
        corsConfigurations: #网关跨域配置
          '[/**]':
            allowedOriginPatterns: "*"
            allowedMethods: "*"
            allowedHeaders: "*"
            allowCredentials: true
            maxAge: 360000
      discovery:
        locator:
          lowerCaseServiceId: true
          enabled: true
      routes:
        - id: testWS2 #websocket 路由配置
          uri: lb:ws://test-service
          predicates:
            - Path=/test-ws/**
          filters:
            - StripPrefix=1
        - id: test2 #REST API路由配置
          uri: lb://test-service
          predicates:
            - Path=/test2/**
          filters:
            - StripPrefix=1

security:
  ignore:
    whites:
      - /test-ws/** #websocket不检查http头中的token

3、前端代码

写了个最简单的Html页面进行验证

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8"></meta>
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<button id="connect" onclick="connect();">发送</button>
hello world!
</body>
<script src="jquery.min.js"></script>
<script>
    var socket;
    if(typeof(WebSocket) == "undefined") {
        console.log("您的浏览器不支持WebSocket");
    }else{
        console.log("您的浏览器支持WebSocket");
        //实现化WebSocket对象，指定要连接的服务器地址与端口  建立连接
        //等同于
        index = new WebSocket("ws://localhost:38080/test-ws/websocket/99");
        //打开事件
        index.onopen = function() {
            console.log("Socket 已打开");
            //socket.send("这是来自客户端的消息" + location.href + new Date());
        };
        //获得消息事件
        index.onmessage = function(msg) {
            console.log(msg.data);
            //发现消息进入    开始处理前端触发逻辑
        };
        //关闭事件
        index.onclose = function() {
            console.log("Socket已关闭");
        };
        //发生了错误事件
        index.onerror = function() {
            alert("Socket发生了错误");
            //此时可以尝试刷新页面
        }
        //离开页面时，关闭socket
        //jquery1.8中已经被废弃，3.0中已经移除
        // $(window).unload(function(){
        //     socket.close();
        //});
    }
	
	function connect() {
	    $.ajax({
                "url":"http://localhost:38080/test2/system/socket/push/99",
                "type":"get",
                "data":"",
                "dataType":"json",
                "su***ess":function(res){
                    console.log(res);
                }
            });
	}
</script>
</html>

4、实现效果

打开网页 F12，可以看到效果。

 

四、STOMP方式

STOMP即Simple (or Streaming) Text Orientated Messaging Protocol，简单(流)文本定向消息协议，它提供了一个可互操作的连接格式，允许STOMP客户端与任意STOMP消息代理（Broker）进行交互。STOMP协议由于设计简单，易于开发客户端，因此在多种语言和多种平台上得到广泛地应用。

为什么需要STOMP呢：常规的websocket连接和普通的TCP基本上没有什么差别的。所以STOMP在websocket上提供了一中基于帧线路格式（frame-based wire format）。简单一点来说，就是在websocket（TCP）上面加了一层协议，使双方遵循这种协议来发送消息。

1、后台微服务代码

POM引入，与上面相同

<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
	<version>2.7.2</version>
</dependency>
<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
	<version>2.7.2</version>
</dependency>

webSocket配置类

@Configuration
@EnableWebSocketMessageBroker
public class WebSocketBrokerConfig implements WebSocketMessageBrokerConfigurer {
    //配置消息代理(Message Broker)
    @Override
    public void configureMessageBroker(MessageBrokerRegistry registry) {
        // 订阅
        registry.enableSimpleBroker("/toAll");
    }

    //注册STOMP协议的节点(endpoint)
    @Override
    public void registerStompEndpoints(StompEndpointRegistry registry) {
        // 端点
        registry.addEndpoint("/device/point")
                //跨域，这儿必须加跨域，只在网关加不行
                .setAllowedOriginPatterns("*")
                //.setHandshakeHandler(customHandshakeHandler)
                .withSockJS(); // 使用sockJs
    }

    @Override
    public boolean configureMessageConverters(List<MessageConverter> messageConverters) { // 不要这个Bean好像也没问题
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        objectMapper.setSerializationInclusion(JsonInclude.Include.NON_NULL);
        MappingJackson2MessageConverter converter = new MappingJackson2MessageConverter();
        converter.setObjectMapper(objectMapper);
        DefaultContentTypeResolver resolver = new DefaultContentTypeResolver();
        resolver.setDefaultMimeType(MimeTypeUtils.APPLICATION_JSON);
        converter.setContentTypeResolver(resolver);
        messageConverters.add(new StringMessageConverter());
        messageConverters.add(new ByteArrayMessageConverter());
        messageConverters.add(converter);
        return false;
    }
}

Controller层代码

@Controller
public class ExampleWebSocketController {
    @MessageMapping("/wel***e")
    @SendTo("/toAll/getResponse")
    public String sendTopicMessage(String str) {
        System.out.println("后台广播推送！");

        return str;
    }
}

2、Spring Cloud Gateway配置

这儿的配置是试了很多方法才确定了可行的配置的。对WebSocket，需要配置两个路由。一个是http方式，一个是ws方式。

网关本身加了跨域设置，后台服务的websocket也加了跨域配置，所以得在路由上加上DedupeResponseHeader的过滤器，只保留一个跨域请求头。这儿是关键。

spring:
  cloud:
    gateway:
      globalcors:
        add-to-simple-url-handler-mapping: true
        corsConfigurations: #网关跨域配置
          '[/**]':
            allowedOriginPatterns: "*"
            allowedMethods: "*"
            allowedHeaders: "*"
            allowCredentials: true
            maxAge: 360000
      discovery:
        locator:
          lowerCaseServiceId: true
          enabled: true
      routes:
        - id: model #REST API 路由配置
          uri: lb://model-service
          predicates:
            - Path=/model/**
          filters:
            - StripPrefix=1
        - id: websocket1  #websokcet 路由配置
          uri: lb://model-service
          predicates:
            - Path=/model-ws/device/point/info/**
          filters:
            - StripPrefix=1
            - DedupeResponseHeader=A***ess-Control-Allow-Credentials A***ess-Control-Allow-Origin
        - id: websocket1 #websokcet 路由配置
          uri: lb:ws://model-service
          predicates:
            - Path=/model-ws/device/point/**
          filters:
            - StripPrefix=1
            - DedupeResponseHeader=A***ess-Control-Allow-Credentials A***ess-Control-Allow-Origin

security:
  ignore:
    whites:
      - /model-ws/**

3、前端代码

再写一个简单的HTML页面展示效果

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Spring Boot+WebSoc+广播式</title>
</head>
<body onload="disconnect()">
  <noscript><h2 style="color: #ff0000">貌似浏览器不支持WebSocket</h2></noscript>
<div>
  <div>
    <button id="connect" onclick="connect();">连接</button>
    <button id="disconnect" onclick="disconnect();">断开连接</button>
  </div>
  <div id="conversationDiv">
    <label>输入你的名字</label><input type="text" id="name"/>
    <button id="sendName" onclick="sendName();">发送</button>
    <p id="response"></p>
  </div>
  <script src="sockjs.min.js"></script>
  <script src="stomp.min.js"></script>
  <script src="jquery.min.js"></script>
  <script type="text/javascript">
    var stompClient  = null;
    function setConnected(connected) {
      document.getElementById('connect').disabled = connected;
      document.getElementById('disconnect').disabled = !connected;
      document.getElementById('conversationDiv').style.visibility = connected ? 'visible':'hidden';
      $("#response").html();
    }

    function connect() {
      //连接SockJS的endpoint名称为"/endpointWisely"
      var socket = new SockJS('http://localhost:38080/model-ws/device/point');
      //使用STOMP子协议的WebSocket客户端
      stompClient = Stomp.over(socket);
      //连接WebSocket服务端
      stompClient.connect({},function (frame) {
        setConnected(true);
        console.log('Connected:'+frame);
        //通过stompClient.subscribe订阅/topic/getResponse目标(destination)发送消息
        //这个是在控制器的@SendTo中定义的
        stompClient.subscribe('/toAll/getResponse',function (response) {
		  console.log(response.body);
          showResponse(response.body);
        });
      });
    }

    function disconnect() {
      if (stompClient != null){
        stompClient.disconnect();
      }
      setConnected(false);
      console.log("Disconnected");
    }
    function sendName() {
      var name = $("#name").val();
      //通过stompClient.send向/wel***e目标(destination)发送消息
      //这个是在控制器的@MessageMapping中定义的
      stompClient.send("/wel***e",{}, name);
    }
    function showResponse(message) {
      var response = $("#response");
      response.html(message);
    }
  </script>
</div>
</body>
</html>

4、实现效果

打开网页，F12，可以看到效果

 

 

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