tomcat支持websocket吗？-4008云顶国际网站

http协议是“请求-响应”模式，浏览器必须先发请求给服务器，服务器才会响应该请求。即服务器不会主动发送数据给浏览器。

实时性要求高的应用，如在线游戏、股票实时报价和在线协同编辑等，浏览器需实时显示服务器的最新数据，因此出现ajax和comet技术：

• ajax本质还是轮询
• comet基于http长连接做了一些hack

但它们实时性不高，频繁请求也会给服务器巨大压力，也浪费网络流量和带宽。于是html5推出websocket标准，使得浏览器和服务器之间任一方都可主动发消息给对方，这样服务器有新数据时可主动推给浏览器。

websocket原理

网络上的两个程序通过一个双向链路进行通信，这个双向链路的一端称为一个socket。一个socket对应一个ip地址和端口号，应用程序通常通过socket向网络发出或应答网络请求。
socket不是协议，是对tcp/ip协议层抽象出来的api。

websocket跟http协议一样，也是应用层协议。为兼容http协议，它通过http协议进行一次握手，握手后数据就直接从tcp层的socket传输，与http协议再无关。

这里的握手指应用协议层，不是tcp层，握手时，tcp连接已建立。
即http请求里带有websocket的请求头，服务端回复也带有websocket的响应头。

浏览器发给服务端的请求会带上跟websocket有关的请求头，比如connection: upgrade和upgrade: websocket

若服务器支持websocket，同样会在http响应加上websocket相关的http头部：

这样websocket连接就建立好了。

websocket的数据传输以frame形式传输，将一条消息分为几个frame，按先后顺序传输出去。为何这样设计？

• 大数据的传输可以分片传输，无需考虑数据大小问题
• 和http的chunk一样，可边生成数据边传输，提高传输效率

tomcat如何支持websocket

websocket聊天室案例

浏览器端核心代码：

var chat = {};
chat.socket = null;
chat.connect = (function(host) {
    //判断当前浏览器是否支持websocket
    if ('websocket' in window) {
        // 若支持,则创建websocket js类
        chat.socket = new websocket(host);
    } else if ('mozwebsocket' in window) {
        chat.socket = new mozwebsocket(host);
    } else {
        console.log('websocket is not supported by this browser.');
        return;
    }
  	// 再实现几个回调方法
    // 回调函数，当和服务器的websocket连接建立起来后，浏览器会回调这个方法
    chat.socket.onopen = function () {
        console.log('info: websocket connection opened.');
        document.getelementbyid('chat').onkeydown = function(event) {
            if (event.keycode == 13) {
                chat.sendmessage();
            }
        };
    };
    // 回调函数，当和服务器的websocket连接关闭后，浏览器会回调这个方法
    chat.socket.onclose = function () {
        document.getelementbyid('chat').onkeydown = null;
        console.log('info: websocket closed.');
    };
    // 回调函数，当服务器有新消息发送到浏览器，浏览器会回调这个方法
    chat.socket.onmessage = function (message) {
        console.log(message.data);
    };
});

服务器端tomcat实现代码：
tomcat端的实现类加上**@serverendpoint**注解，value是url路径

@serverendpoint(value = "/websocket/chat")
public class chatendpoint {
    private static final string guest_prefix = "guest";
    
    // 记录当前有多少个用户加入到了聊天室，它是static全局变量。为了多线程安全使用原子变量atomicinteger
    private static final atomicinteger connectionids = new atomicinteger(0);
    
    //每个用户用一个charannotation实例来维护，请你注意它是一个全局的static变量，所以用到了线程安全的copyonwritearrayset
    private static final set<chatendpoint> connections =
            new copyonwritearrayset<>();
    private final string nickname;
    private session session;
    public chatendpoint() {
        nickname = guest_prefix  connectionids.getandincrement();
    }
    //新连接到达时，tomcat会创建一个session，并回调这个函数
    @onopen
    public void start(session session) {
        this.session = session;
        connections.add(this);
        string message = string.format("* %s %s", nickname, "has joined.");
        broadcast(message);
    }
    //浏览器关闭连接时，tomcat会回调这个函数
    @onclose
    public void end() {
        connections.remove(this);
        string message = string.format("* %s %s",
                nickname, "has disconnected.");
        broadcast(message);
    }
    //浏览器发送消息到服务器时，tomcat会回调这个函数
    @onmessage
    public void incoming(string message) {
        // never trust the client
        string filteredmessage = string.format("%s: %s",
                nickname, htmlfilter.filter(message.tostring()));
        broadcast(filteredmessage);
    }
    // websocket连接出错时，tomcat会回调这个函数
    @onerror
    public void onerror(throwable t) throws throwable {
        log.error("chat error: "  t.tostring(), t);
    }
    // 向聊天室中的每个用户广播消息
    private static void broadcast(string msg) {
        for (chatannotation client : connections) {
            try {
                synchronized (client) {
                    client.session.getbasicremote().sendtext(msg);
                }
            } catch (ioexception e) {
              ...
            }
        }
    }
}

根据java websocket规范的规定，java websocket应用程序由一系列的websocket endpoint组成。endpoint是一个java对象，代表websocket连接的一端，就好像处理http请求的servlet一样，你可以把它看作是处理websocket消息的接口。
跟servlet不同的地方在于，tomcat会给每一个websocket连接创建一个endpoint实例。
可以通过两种方式

定义和实现endpoint

编程式

编写一个java类继承javax.websocket.endpoint，并实现它的onopen、onclose和onerror方法。这些方法跟endpoint的生命周期有关，tomcat负责管理endpoint的生命周期并调用这些方法。并且当浏览器连接到一个endpoint时，tomcat会给这个连接创建一个唯一的session（javax.websocket.session）。session在websocket连接握手成功之后创建，并在连接关闭时销毁。当触发endpoint各个生命周期事件时，tomcat会将当前session作为参数传给endpoint的回调方法，因此一个endpoint实例对应一个session，我们通过在session中添加messagehandler消息处理器来接收消息，messagehandler中定义了onmessage方法。在这里session的本质是对socket的封装，endpoint通过它与浏览器通信。

注解式

实现一个业务类并给它添加websocket相关的注解。

@serverendpoint(value = "/websocket/chat")

注解，它表明当前业务类chatendpoint是个实现了websocket规范的endpoint，并且注解的value值表明chatendpoint映射的url是/websocket/chat。
chatendpoint类中有@onopen、@onclose、@onerror和在@onmessage注解的方法，见名知义。

我们只需关心具体的endpoint实现，比如聊天室，为向所有人群发消息，chatendpoint在内部使用了一个全局静态的集合copyonwritearrayset维护所有chatendpoint实例，因为每一个chatendpoint实例对应一个websocket连接，即代表了一个加入聊天室的用户。
当某个chatendpoint实例收到来自浏览器的消息时，这个chatendpoint会向集合中其他chatendpoint实例背后的websocket连接推送消息。

• tomcat主要做了哪些事情呢？
  endpoint加载和websocket请求处理。

websocket加载

tomcat的websocket加载是通过sci，servletcontainerinitializer，是servlet 3.0规范中定义的用来接收web应用启动事件的接口。

为什么要监听servlet容器的启动事件呢？
这样就有机会在web应用启动时做一些初始化工作，比如websocket需要扫描和加载endpoint类。

将实现servletcontainerinitializer接口的类增加handlestypes注解，并且在注解内指定的一系列类和接口集合。比如tomcat为了扫描和加载endpoint而定义的sci类如下：

定义好sci，tomcat在启动阶段扫描类时，会将handlestypes注解指定的类都扫描出来，作为sci的onstartup参数，并调用sci#onstartup。
wssci#handlestypes注解定义了serverendpoint.class、serverapplicationconfig.class和endpoint.class，因此在tomcat的启动阶段会将这些类的类实例（不是对象实例）传递给wssci#onstartup。

• wssci的onstartup方法做了什么呢？
  构造一个websocketcontainer实例，你可以把websocketcontainer理解成一个专门处理websocket请求的endpoint容器。即tomcat会把扫描到的endpoint子类和添加了注解@serverendpoint的类注册到这个容器，并且该容器还维护了url到endpoint的映射关系，这样通过请求url就能找到具体的endpoint来处理websocket请求。

websocket请求处理

• tomcat连接器的组件图
  
  tomcat用protocolhandler组件屏蔽应用层协议的差异，protocolhandler两个关键组件：endpoint和processor。
  这里的endpoint跟上文提到的websocket中的endpoint完全是两回事，连接器中的endpoint组件用来处理i/o通信。
  websocket本质是个应用层协议，不能用httpprocessor处理websocket请求，而要用专门processor，在tomcat就是upgradeprocessor。

因为tomcat是将http协议升级成websocket协议的，因为websocket是通过http协议握手的，当websocket握手请求到来时，httpprotocolhandler首先接收到这个请求，在处理这个http请求时，tomcat通过一个特殊的filter判断该当前http请求是否是一个websocket upgrade请求（即包含upgrade: websocket的http头信息），如果是，则在http响应里添加websocket相关的响应头信息，并进行协议升级。
就是用upgradeprotocolhandler替换当前的httpprotocolhandler，相应的，把当前socket的processor替换成upgradeprocessor，同时tomcat会创建websocket session实例和endpoint实例，并跟当前的websocket连接一一对应起来。这个websocket连接不会立即关闭，并且在请求处理中，不再使用原有的httpprocessor，而是用专门的upgradeprocessor，upgradeprocessor最终会调用相应的endpoint实例来处理请求。

tomcat对websocket请求的处理没有经过servlet容器，而是通过upgradeprocessor组件直接把请求发到serverendpoint实例，并且tomcat的websocket实现不需要关注具体i/o模型的细节，从而实现了与具体i/o方式的解耦。

总结

websocket技术实现了tomcat与浏览器的双向通信，tomcat可以主动向浏览器推送数据，可以用来实现对数据实时性要求比较高的应用。这需要浏览器和web服务器同时支持websocket标准，tomcat启动时通过sci技术来扫描和加载websocket的处理类serverendpoint，并且建立起了url到serverendpoint的映射关系。

当第一个websocket请求到达时，tomcat将http协议升级成websocket协议，并将该socket连接的processor替换成upgradeprocessor。这个socket不会立即关闭，对接下来的请求，tomcat通过upgradeprocessor直接调用相应的serverendpoint来处理。

还可以通过spring来实现websocket应用。