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  • 如何用WebSocket实现一个简单的聊天室以及单聊功能

    百度百科中这样定义WebSocket: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。简单的说，WebSocket协议之前，双工通信是通过多个http链接来实现，这导致了效率低下,而WebSocket解决了这个问题。

    1.1 思考： 传统web的请求和响应模式中， 我们如何实现实时信息传输， 如何实现服务器反推数据？
    在浏览器中通过http仅能实现单向的通信,comet可以一定程度上模拟双向通信,但效率较低,并需要服务器有较好的支持; flash中的socket和xmlsocket可以实现真正的双向通信,通过 flex ajax bridge,可以在javascript中使用这两项功能.
    可以预见,如果websocket一旦在浏览器中得到实现,将会替代上面两项技术,得到广泛的使用.面对这种状况，HTML5定义了WebSocket协议，能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯。在JavaEE7中也实现了WebSocket协议。

    1.2 WebSocket的目标：**打破传统的web请求响应模型， 实现管道式的实时通信。打开一个浏览器和服务器的通信通道，持续连接！ 服务器给浏览器推送数据 非常方便！web的实时消息通信： 聊天，股票，游戏，监控等等。**
1.3  软件需求
        (1). 安装jdk7 或更高版本
        (2). 下载tomcat7   两者保持一致（32、64位）

2.1 实现一个webSocket应用程序，我们要学会几个基本操作。
        (1).  开启连接
        (2).  客户端给服务器端发送数据
        (3).  服务器端接收数据
        (4).  服务器端给客户端发送数据
        (5).  客户端接收数据
        (6).  监听三类基本事件： onopen,onmessage,onclose
        提示： onmessage 是发送数据时的响应事件。onopen是打开连接时的响应事件。onclose是关闭连接时的响应事件。

    3.1 接下来正式实现聊天室功能，首先写一个登录页面

    <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=utf-8"
    pageEncoding="utf-8"%>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<title>Insert title here</title>
<script type="text/javascript"  src="jquery-1.4.4.min.js"></script>
</head>
<body>
    <form  name="ff"  action="LoginServlet" method="post" >
        用户名：<input name="username"  /><br/>
        <input type="submit"  value="登录"/>
    </form>
</body>
</html>

    3.2 在web.xml配置LoginServlet

    <servlet>
    <description></description>
    <display-name>LoginServlet</display-name>
    <servlet-name>LoginServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.bjsxt.servlet.LoginServlet</servlet-class>
  </servlet>
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>LoginServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/LoginServlet</url-pattern>
  </servlet-mapping>

    3.3 添加LoginServlet,用于处理登录请求以及跳转到聊天室界面

    package com.bjsxt.servlet;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class LoginServlet extends HttpServlet {

    public void doGet(HttpServletRequest request,
              HttpServletResponse response)throws IOException,ServletException{

    }


    public void doPost(HttpServletRequest request,
              HttpServletResponse response)throws IOException,ServletException{

        String username = request.getParameter("username");
        System.out.println("doPost当前登录用户为"+username);
        request.getSession().setAttribute("username",username);
        //这里只是简单地模拟登录，登陆之后直接跳转到聊天页面
        response.sendRedirect("chat.jsp");
    }
}

    3.4 添加聊天界面

    <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=utf-8"
    pageEncoding="utf-8"%>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<title>Insert title here</title>
<script type="text/javascript" src="jquery-1.4.4.min.js"></script>
<script type="text/javascript">
    var ws;
    var userName = ${sessionScope.username};
    //通过URL请求服务端（chat为项目名称）
    var url = "ws://localhost:8080/chat/chatSocket?username=${sessionScope.username}";

    //进入聊天页面就是一个通信管道
    window.onload = function() {
        if ('WebSocket' in window) {
            ws = new WebSocket(url);
        } else if ('MozWebSocket' in window) {
            ws = new MozWebSocket(url);
        } else {
            alert('WebSocket is not supported by this browser.');
            return;
        }

        //监听服务器发送过来的所有信息
        ws.onmessage = function(event) {
            eval("var result=" + event.data);

            //如果后台发过来的alert不为空就显示出来
            if (result.alert != undefined) {
                $("#content").append(result.alert + "<br/>");
            }

            //如果用户列表不为空就显示
            if (result.names != undefined) {
                //刷新用户列表之前清空一下列表，免得会重复，因为后台只是单纯的添加
                $("#userList").html("");
                $(result.names).each(
                        function() {
                            $("#userList").append(
                                    "<input  type=checkbox  value='"+this+"'/>"
                                            + this + "<br/>");
                        });
            }

            //将用户名字和当前时间以及发送的信息显示在页面上
            if (result.from != undefined) {
                $("#content").append(
                        result.from + " " + result.date + " 说：<br/>"
                                + result.sendMsg + "<br/>");
            }

        };
    };

    //将消息发送给后台服务器
    function send() {
        //拿到需要单聊的用户名
        //alert("当前登录用户为"+userName);
        var ss = $("#userList :checked");
        //alert("群聊还是私聊"+ss.size());
        var to = $('#userList :checked').val();
        if (to == userName) {
            alert("你不能给自己发送消息啊");
            return;
        }
        //根据勾选的人数确定是群聊还是单聊
        var value = $("#msg").val();
        //alert("消息内容为"+value);
        var object = null;
        if (ss.size() == 0) {
            object = {
                msg : value,
                type : 1, //1 广播 2单聊    
            };
        } else {
            object = {
                to : to,
                msg : value,
                type : 2, //1 广播 2单聊    
            };
        }
        //将object转成json字符串发送给服务端
        var json = JSON.stringify(object);
        //alert("str="+json);
        ws.send(json);
        //消息发送后将消息栏清空
        $("#msg").val("");
    }
</script>
</head>
<body>

    <h3>欢迎 ${sessionScope.username }使用本聊天系统！！</h3>

    <div id="content"
        style="border: 1px solid black;  400px; height: 300px; float: left; color: #7f3f00;"></div>
    <div id="userList"
        style="border: 1px solid black;  120px; height: 300px; float: left; color: #00ff00;"></div>

    <div style="clear: both;" style="color:#00ff00">
        <input id="msg" />
        <button onclick="send();">发送消息</button>
    </div>
</body>
</html>

    3.5 添加启动类

    package com.bjsxt.init;

import java.util.Set;

import javax.websocket.Endpoint;
import javax.websocket.server.ServerApplicationConfig;
import javax.websocket.server.ServerEndpointConfig;
/**
 * 项目启动时会自动启动，类似与ContextListener.
 * 是webSocket的核心配置类。
 * @author xiongzichao
 *
 */
public class ServerConfig implements ServerApplicationConfig {

    //扫描src下所有类@ServerEndPoint注解的类。
    @Override
    public Set<Class<?>> getAnnotatedEndpointClasses(Set<Class<?>> scan) {
        System.out.println("扫描到"+scan.size()+"个服务端程序");
        return scan;
    }

    //获取所有以接口方式配置的webSocket类。
    @Override
    public Set<ServerEndpointConfig> getEndpointConfigs(
            Set<Class<? extends Endpoint>> point) {
        System.out.println("实现EndPoint接口的类数量："+point.size());
        return null;
    }

}

    3.6 添加客户端发送给服务端消息实体

    package com.bjsxt.vo;
/**
 * 客户端发送给服务端消息实体
 * @author xiongzichao
 *
 */
public class ContentVo {

    private String to;
    private String msg;
    private Integer type;
    public String getTo() {
        return to;
    }
    public void setTo(String to) {
        this.to = to;
    }
    public String getMsg() {
        return msg;
    }
    public void setMsg(String msg) {
        this.msg = msg;
    }
    public Integer getType() {
        return type;
    }
    public void setType(Integer type) {
        this.type = type;
    }

}

    3.7 添加服务端发送给客户端消息实体

    package com.bjsxt.vo;

import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * 服务端发送给客户端消息实体
 * @author xiongzichao
 *
 */
public class Message {

    private  String  alert;   //

    private  List<String>  names;

    private  String  sendMsg;

    private String  from;

    private String  date;


    public String getDate() {
        return date;
    }

    public void setDate(String date) {
        this.date = date;
    }

    public String getSendMsg() {
        return sendMsg;
    }

    public void setSendMsg(String sendMsg) {
        this.sendMsg = sendMsg;
    }

    public String getFrom() {
        return from;
    }

    public void setFrom(String from) {
        this.from = from;
    }

    public String getAlert() {
        return alert;
    }

    public void setAlert(String alert) {
        this.alert = alert;
    }

    public List<String> getNames() {
        return names;
    }

    public void setNames(List<String> names) {
        this.names = names;
    }

    public Message() {
        super();
    }
}

    3.8 添加服务端程序

    package com.bjsxt.server;

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

import javax.websocket.OnClose;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

import com.bjsxt.vo.ContentVo;
import com.bjsxt.vo.Message;
import com.google.gson.Gson;

/**
 * 总通信管道
 * @author xiongzichao
 *
 */
@ServerEndpoint("/chatSocket")
public class ChatSocket {

    //定义一个全局变量集合sockets,用户存放每个登录用户的通信管道
    private  static  Set<ChatSocket>  sockets=new HashSet<ChatSocket>();
    //定义一个全局变量Session,用于存放登录用户的用户名
    private  Session  session;
    //定义一个全局变量map，key为用户名，该用户对应的session为value
    private  static  Map<String, Session>  map=new HashMap<String, Session>();
    //定义一个数组，用于存放所有的登录用户,显示在聊天页面的用户列表栏中
    private  static  List<String>names=new ArrayList<String>();
    private String username;
    private Gson  gson=new Gson();

    /*
     * 监听用户登录
     */
    @OnOpen
    public void open(Session session){
        this.session = session;
        //将当前连接上的用户session信息全部存到scokets中
        sockets.add(this);
        //拿到URL路径后面所有的参数信息
        String queryString = session.getQueryString();
        System.out.println();
        //截取=后面的参数信息(用户名)，将参数信息赋值给全局的用户名
        this.username = queryString.substring(queryString.indexOf("=")+1);
        //每登录一个用户，就将该用户名存入到names数组中,用于刷新好友列表
        names.add(this.username);
        //将当前登录用户以及对应的session存入到map中
        this.map.put(this.username, this.session);
        System.out.println("用户"+this.username+"进入聊天室");
        Message message = new Message();
        message.setAlert("用户"+this.username+"进入聊天室");
        //将当前所有登录用户存入到message中，用于广播发送到聊天页面
        message.setNames(names);
        //将聊天信息广播给所有通信管道(sockets)
        broadcast(sockets, gson.toJson(message) );
    }

    /*
     * 退出登录
     */
    @OnClose
    public void close(Session session){
        //移除退出登录用户的通信管道
        sockets.remove(this);
        //将用户名从names中剔除，用于刷新好友列表
        names.remove(this.username);
        Message message = new Message();
        System.out.println("用户"+this.username+"退出聊天室");
        message.setAlert(this.username+"退出当前聊天室！！！");
        //刷新好友列表
        message.setNames(names);
        broadcast(sockets, gson.toJson(message));
    }

    /*
     * 接收客户端发送过来的消息，然后判断是广播还是单聊
     */
    @OnMessage
    public void receive(Session  session,String msg) throws IOException{
        //将客户端消息转成json对象
        ContentVo vo = gson.fromJson(msg, ContentVo.class);
        //如果是群聊，就像消息广播给所有人
        if(vo.getType()==1){
            Message message = new Message();
            message.setDate(new Date().toLocaleString());
            message.setFrom(this.username);
            message.setSendMsg(vo.getMsg());
            broadcast(sockets, gson.toJson(message));
        }else{
            Message message = new Message();
            message.setDate(new Date().toLocaleString());
            message.setFrom(this.username);
            message.setAlert(vo.getMsg());
            message.setSendMsg("<font color=red>正在私聊你：</font>"+vo.getMsg());
            String to  = vo.getTo();
            //根据单聊对象的名称拿到要单聊对象的Session
            Session to_session = this.map.get(to);
            //如果是单聊，就将消息发送给对方
            to_session.getBasicRemote().sendText(gson.toJson(message));
        }
    }

    /*
     * 广播消息
     */
    public void broadcast(Set<ChatSocket>sockets ,String msg){
        //遍历当前所有的连接管道，将通知信息发送给每一个管道
        for(ChatSocket socket : sockets){
            try {
                //通过session发送信息
                socket.session.getBasicRemote().sendText(msg);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

    4.0 实现界面 
    具体实现界面如图

    注意

        这里一共需要三个jar包，分别是WebSocket-api.jar这个定义webSocket应用程序开发接口！tomcat7-webSocket.jar tomcat服务器对于webSocket接口的实现！！还有一个gson.jar用于序列化实体类信息。前面两个jar包在tomcat7的lib目录里面可以找到。
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