spring boot 使用WebSocket與前端進行byte字節數組交互

一、裝逼前先熱熱身

無論是比較傳統的 web項目 還是近幾年流行的前后端分離,后端只獨立提供數據交互接口服務的項目,都避免不了數據之間交互格式的選擇。

  • 從很早之前的 xml 格式
  • 到現在最火熱的json格式

我們可以發現數據格式都是越來越 “短小精悍” 。當然我們可能在某些特定的業務場合,比如對延時要求特別高的場景

  • H5多人對戰類型游戲
  • 實時的數據信息交互場景 語音聊天、以及難度更高的視頻聊天等

或者對傳輸數據大小有一定限制的業務場所;那么這時候我們就可以使用websocket 進行信息數據的交互;不過使用傳統的websocket +json字符串的方式來進行數據交互的話,無論是網絡帶寬的占用以及響應的時間上來說都比不上使用byte字節數組交互數據的方式;當然,對于很早之前的web前端,并不能很好的處理byte字節數組,不過隨著H5的到來我們在JavaScript上也可以很好的對二進制數據進行操作

二、具體實現步驟

  1. spring boot 依賴加入
  2. WebSocket config配置
  3. WebSocket接口類簡單實現
  4. 前端JavaScript具體實現
  • 1、spring boot 依賴加入
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
    </dependency>
  • 2、 WebSocket config配置
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter; 
@Configuration
public class WebConfig {
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }

}
  • 3. WebSocket接口類簡單實現
package com.example.demo;

import org.springframework.stereotype.Component;
import java.nio.ByteBuffer;
import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

/**
 * @ServerEndpoint
 * 注解是一個類層次的注解,它的功能主要是將目前的類定義成一個websocket服務器端,
 * 注解的值將被用于監聽用戶連接的終端訪問URL地址,客戶端可以通過這個URL來連接到WebSocket服務器端
 */
@ServerEndpoint(value="/websocket")
@Component
public class WebSocketTest {
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session){ System.out.println("加入連接");  }

    @OnClose
    public void onClose(){ System.out.println("關閉連接");  }

    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error){  
       System.out.println("發生錯誤");
       error.printStackTrace(); 
    }

    /**
     * 收到客戶端消息后調用的方法
     * @param messages 客戶端發送過來的消息
     * @param session 可選的參數
     */
    @OnMessage
    public void onMessage(byte[] messages, Session session) {
        try {
            System.out.println("接收到消息:"+new String(messages,"utf-8"));
            //返回信息
            String resultStr="{name:\"張三\",age:18,addr:\"上海浦東\"}";
            //發送字符串信息的 byte數組
            ByteBuffer bf=ByteBuffer.wrap(resultStr.getBytes("utf-8"));
            session.getBasicRemote().sendBinary(bf);
            //發送字符串
            //session.getBasicRemote().sendText("測試");
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }
} 
  • 4. 前端JavaScript具體實現
<html>
<head> 
</head>
<body>
    <input id="text" type="text"/>
    <button onclick="send()">發送消息</button> 
    <div id="message"></div>
</body>

<script type="text/javascript">
    var websocket = null;
    //判斷當前瀏覽器是否支持WebSocket
    if ('WebSocket' in window) {
        websocket = new WebSocket("ws://localhost:8080/websocket");
        //websocket默認是傳輸字符串的,需要改為arraybuffer二進制傳輸類型
        websocket.binaryType = "arraybuffer";
    }else {
        alert('當前瀏覽器 Not support websocket')
    }

    //連接發生錯誤的回調方法
    websocket.onerror = function () {
        setMessageInnerHTML("WebSocket連接發生錯誤");
    };

    //連接成功建立的回調方法
    websocket.onopen = function () {
        setMessageInnerHTML("WebSocket連接成功");
    }

    //接收到消息的回調方法
    websocket.onmessage = function (event) { 
        //將接收到的二進制數據轉為字符串
        var unit8Arr = new Uint8Array(event.data) ; 
        setMessageInnerHTML(byteToString(unit8Arr)); 
    }

    //連接關閉的回調方法
    websocket.onclose = function () {
        setMessageInnerHTML("WebSocket連接關閉");
    }

    //監聽窗口關閉事件,當窗口關閉時,主動去關閉websocket連接,防止連接還沒斷開就關閉窗口,server端會拋異常。
    window.onbeforeunload = function () {
        closeWebSocket();
    }
 
    function setMessageInnerHTML(innerHTML) {
        document.getElementById('message').innerHTML += innerHTML + '<br/>';
    }

    //關閉WebSocket連接
    function closeWebSocket() {
        websocket.close();
    }

    //發送消息
    function send() {
        var message = document.getElementById('text').value; 
        
        //將字符串轉換為byte數組
        var bytesArr= stringToByte(message);   
        var bytes =new Uint8Array(bytesArr.length) ;
        for (var i = 0; i < bytes.length; i++) {
            bytes[i]=bytesArr[i];
        }  
        console.log(bytes)
       websocket.send(bytes);
    }
    
    
        //將字符串轉為 Array byte數組
        function stringToByte(str) {  
                var bytes = new Array();  
                var len, c;  
                len = str.length;  
                for(var i = 0; i < len; i++) {  
                    c = str.charCodeAt(i);  
                    if(c >= 0x010000 && c <= 0x10FFFF) {  
                        bytes.push(((c >> 18) & 0x07) | 0xF0);  
                        bytes.push(((c >> 12) & 0x3F) | 0x80);  
                        bytes.push(((c >> 6) & 0x3F) | 0x80);  
                        bytes.push((c & 0x3F) | 0x80);  
                    } else if(c >= 0x000800 && c <= 0x00FFFF) {  
                        bytes.push(((c >> 12) & 0x0F) | 0xE0);  
                        bytes.push(((c >> 6) & 0x3F) | 0x80);  
                        bytes.push((c & 0x3F) | 0x80);  
                    } else if(c >= 0x000080 && c <= 0x0007FF) {  
                        bytes.push(((c >> 6) & 0x1F) | 0xC0);  
                        bytes.push((c & 0x3F) | 0x80);  
                    } else {  
                        bytes.push(c & 0xFF);  
                    }  
                }  
                return bytes;  
    
    
            }
            
            //byte數組轉字符串
            function byteToString(arr) {
                if(typeof arr === 'string') {
                    return arr;
                }
                var str = '',
                    _arr = arr;
                for(var i = 0; i < _arr.length; i++) {
                    var one = _arr[i].toString(2),
                        v = one.match(/^1+?(?=0)/);
                    if(v && one.length == 8) {
                        var bytesLength = v[0].length;
                        var store = _arr[i].toString(2).slice(7 - bytesLength);
                        for(var st = 1; st < bytesLength; st++) {
                            store += _arr[st + i].toString(2).slice(2);
                        }
                        str += String.fromCharCode(parseInt(store, 2));
                        i += bytesLength - 1;
                    } else {
                        str += String.fromCharCode(_arr[i]);
                    }
                }
            return str;
        }

    
</script>
</html> 

三、效果展示

  • 連接狀態
    image.png

    image.png

    image.png

不過目前這只是一個特別簡單的demo,對于websocket的使用并不在本文中進行詳細的講解, 只是將這樣一種思路進行簡單的實現;

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