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1. 什么是WebSocket?

WebSocket 是一种网络通信协议，提供全双工通信通道，使服务器可以主动向客户端推送数据。与传统的 HTTP 请求-响应模式不同，WebSocket 在建立连接后，允许服务器和客户端之间进行双向实时通信。

主要特点：

• 建立在 TCP 协议之上
• 与 HTTP 协议有良好的兼容性
• 数据格式轻量，性能开销小
• 可以发送文本和二进制数据
• 没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信

2. 环境准备

2.1 项目依赖

首先在pom.xml中添加必要的依赖：

<parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>3.2.5</version>
</parent><dependencies><!-- WebSocket依赖 --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId></dependency><!-- Web依赖 --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><!-- Lombok依赖（可选） --><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency>
</dependencies>

3. WebSocket配置

3.1 WebSocket配置类

创建 WebSocket 配置类，启用 WebSocket 功能并注册端点：

package com.coderjia.boot3websocket.config;import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.WebSocketHandler;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.EnableWebSocket;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketConfigurer;
import org.springframework.web.socket.config.annotation.WebSocketHandlerRegistry;/*** @author CoderJia* @create 2024/12/15 下午 08:11* @Description**/
@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {@Overridepublic void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {registry.addHandler(webSocketHandler(), "/websocket").setAllowedOrigins("*"); // 允许跨域访问}@Beanpublic WebSocketHandler webSocketHandler() {// 使用自定义的WebSocket处理器return new CustomWebSocketHandler();}
}

3.2 自定义WebSocket处理器

创建自定义的 WebSocket 处理器，处理消息收发：

package com.coderjia.boot3websocket.config;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.socket.CloseStatus;
import org.springframework.web.socket.TextMessage;
import org.springframework.web.socket.WebSocketSession;
import org.springframework.web.socket.handler.TextWebSocketHandler;import java.io.IOException;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;/*** @author CoderJia* @create 2024/12/15 下午 08:21* @Description**/
@Component
@Slf4j
public class CustomWebSocketHandler extends TextWebSocketHandler {// 用于存储WebSocket会话private final Map<String, WebSocketSession> sessions = new ConcurrentHashMap<>();@Overridepublic void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {String sessionId = session.getId();sessions.put(sessionId, session);log.info("WebSocket连接建立成功：{}", sessionId);}@Overrideprotected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {String payload = message.getPayload();log.info("收到消息：{}", payload);// 发送回复消息String replyMessage = "服务器收到消息：" + payload;session.sendMessage(new TextMessage(replyMessage));}@Overridepublic void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {String sessionId = session.getId();sessions.remove(sessionId);log.info("WebSocket连接关闭：{}", sessionId);}@Overridepublic void handleTransportError(WebSocketSession session, Throwable exception) throws Exception {log.error("WebSocket传输错误", exception);}// 广播消息给所有连接的客户端public void broadcastMessage(String message) {sessions.values().forEach(session -> {try {session.sendMessage(new TextMessage(message));} catch (IOException e) {log.error("广播消息失败", e);}});}
}

4. 控制器

创建 REST 控制器，用于测试消息广播：

@RestController
@RequestMapping("/api/websocket")
public class WebSocketController {private final CustomWebSocketHandler webSocketHandler;public WebSocketController(CustomWebSocketHandler webSocketHandler) {this.webSocketHandler = webSocketHandler;}@PostMapping("/broadcast")public ResponseEntity<String> broadcastMessage(@RequestBody String message) {webSocketHandler.broadcastMessage(message);return ResponseEntity.ok("消息广播成功");}
}

5. 前端实现

5.1 HTML页面

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><title>WebSocket测试</title>
</head>
<body><div><h2>WebSocket测试页面</h2><div><input type="text" id="messageInput" placeholder="输入消息"><button onclick="sendMessage()">发送</button></div><div id="messages" style="margin-top: 20px;"></div></div><script>let ws = null;function connect() {ws = new WebSocket('ws://localhost:8080/websocket');ws.onopen = function() {console.log('WebSocket连接已建立');appendMessage('系统消息：连接已建立');};ws.onmessage = function(event) {appendMessage('收到消息：' + event.data);};ws.onclose = function() {console.log('WebSocket连接已关闭');appendMessage('系统消息：连接已关闭');};ws.onerror = function(error) {console.error('WebSocket错误：', error);appendMessage('系统消息：连接发生错误');};}function sendMessage() {const messageInput = document.getElementById('messageInput');const message = messageInput.value;if (ws && message) {ws.send(message);appendMessage('发送消息：' + message);messageInput.value = '';}}function appendMessage(message) {const messagesDiv = document.getElementById('messages');const messageElement = document.createElement('div');messageElement.textContent = message;messagesDiv.appendChild(messageElement);}// 页面加载完成后连接WebSocketwindow.onload = connect;</script>
</body>
</html>

6. 测试WebSocket功能

1. 启动 SpringBoot 应用
2. 打开多个浏览器窗口访问 HTML 页面
3. 在任意窗口发送消息，观察其他窗口是否收到消息
4. 使用 POST 请求测试广播功能：

curl -X POST http://localhost:8080/api/websocket/broadcast \-H "Content-Type: text/plain" \-d "这是一条广播消息"

7. 进阶功能

7.1 心跳检测

为了保持WebSocket连接的稳定性，可以实现心跳机制：

    @Scheduled(fixedRate = 10000) // 每10秒发送一次心跳，需要启动类或配置类上添加@EnableSchedulingpublic void sendHeartbeat() {String heartbeat = "heartbeat";sessions.values().forEach(session -> {try {session.sendMessage(new TextMessage(heartbeat));} catch (IOException e) {log.error("发送心跳消息失败", e);}});}

7.2 消息重试机制

当消息发送失败时，实现重试机制：

public void sendMessageWithRetry(WebSocketSession session, String message, int maxRetries) {int retryCount = 0;while (retryCount < maxRetries) {try {session.sendMessage(new TextMessage(message));return;} catch (IOException e) {retryCount++;log.error("消息发送失败，尝试重试 {}/{}", retryCount, maxRetries);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException ie) {Thread.currentThread().interrupt();break;}}}log.error("消息发送失败，达到最大重试次数");
}

8. 注意事项

1. 连接管理

   • 及时清理断开的连接
   • 实现最大连接数限制
   • 考虑使用连接池管理WebSocket连接

2. 安全性

   • 实现用户认证
   • 添加消息加密
   • 设置适当的跨域策略

3. 性能优化

   • 使用消息队列处理大量消息
   • 实现消息压缩
   • 控制消息大小

4. 错误处理

   • 完善异常处理机制
   • 实现日志记录
   • 添加监控告警

9. 总结

SpringBoot 3 整合 WebSocket 提供了一种高效的实时通信解决方案。通过本文的配置和示例，你可以快速实现：

• WebSocket服务器端配置
• 客户端连接管理
• 消息收发处理
• 广播功能
• 心跳检测
• 错误处理

这些功能可以作为构建实时应用的基础，如在线聊天、实时数据推送、游戏等场景。根据具体需求，你可以在此基础上扩展更多功能。

参考资料

• Spring WebSocket文档
• WebSocket协议规范
• Spring Boot文档