Java 服務(wù)端消息推送的實(shí)現(xiàn)小結(jié)
前言：當(dāng)構(gòu)建實(shí)時消息推送功能時，選擇適合的方案對于開發(fā)高效的實(shí)時應(yīng)用至關(guān)重要。消息的推送無非就推、拉兩種數(shù)據(jù)模型。本文將介紹四種常見的消息實(shí)時推送方案：短輪詢（拉）、長輪訓(xùn)（拉）、SSE（Server-Sent Events）（推）和WebSocket（推），并以Spring Boot作為技術(shù)底座，展示如何在Java全棧開發(fā)中實(shí)現(xiàn)這些功能。
1. 短輪詢（Short Polling）
什么是短輪詢？
短輪詢是一種簡單的實(shí)時消息推送方案，其中客戶端通過定期向服務(wù)器發(fā)送請求來獲取最新的消息。服務(wù)器在接收到請求后立即響應(yīng)，無論是否有新消息。如果服務(wù)器沒有新消息可用，客戶端將再次發(fā)送請求。
短輪詢的實(shí)現(xiàn)
在Spring Boot中，可以通過HTTP接口和定時任務(wù)來實(shí)現(xiàn)短輪詢。下面是一個簡單的示例：
// -- 后端接口
@GetMapping("/short")
public String getShort() {
long l = System.currentTimeMillis();
if((l&1) == 1) {
return "ok";
}
return "fail";
}
// --- 前端頁面
@org.springframework.stereotype.Controller
public class Controller {
@GetMapping("/s")
public String s() {
return "s";
}
}
// -- s.html
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>短輪詢</title>
</head>
<body>
<p>msg=<span id="message"></span></p>
<script>
function pollMessage() {
// 發(fā)送輪詢請求
const xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open("GET", "/short", true);
xhr.onreadystatechange = function () {
if (xhr.readyState === XMLHttpRequest.DONE) {
if (xhr.status === 200) {
document.getElementById("message").innerHTML = xhr.responseText;
}
}
};
xhr.send();
}
setInterval(()=>{
pollMessage()
}, 1000)
</script>
</body>
</html>在上述示例中，getShort()方法用于返回消息，而s方法用于渲染s.html?？蛻舳丝梢远ㄆ谡{(diào)用getShort()接口來獲取最新的消息。
短輪詢的特點(diǎn)與限制
短輪詢的實(shí)現(xiàn)簡單，但存在一些特點(diǎn)和限制：
- 高延遲： 客戶端需要定期發(fā)送請求，無論是否有新消息。這會導(dǎo)致一定的延遲，特別是在消息更新較慢的情況下。
- 高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載： 客戶端需要頻繁發(fā)送請求，即使消息沒有更新。這會增加服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。
- 實(shí)時性差： 由于需要等待下一次輪詢才能獲取新消息，短輪詢的實(shí)時性相對較差。
2. 長輪詢（Long Polling）
什么是長輪詢？
長輪詢是改進(jìn)的輪詢方法，它在沒有新消息時會保持請求掛起，直到有新消息到達(dá)或超時。相比于短輪詢，長輪詢可以更快地獲取新消息，減少了不必要的請求。
長輪詢的實(shí)現(xiàn)
在Spring Boot中，可以使用異步請求和定時任務(wù)來實(shí)現(xiàn)長輪詢。下面是一個簡單的示例：
// -- 請求接口
/**
* 長輪詢
* @return
*/
@GetMapping("/long")
public DeferredResult<String> getLong() {
DeferredResult<String> deferredResult = new DeferredResult<>();
if (latestMessage != null) {
deferredResult.setResult(latestMessage);
} else {
// 使用定時任務(wù)設(shè)置超時時間
TimerTask timeoutTask = new TimerTask() {
@Override
public void run() {
deferredResult.setResult(null);
}
};
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(timeoutTask, 5000); // 設(shè)置超時時間為5秒
// 設(shè)置回調(diào)函數(shù)，在消息到達(dá)時觸發(fā)
deferredResult.onTimeout(() -> {
timer.cancel();
deferredResult.setResult(null);
});
deferredResult.onCompletion(timer::cancel);
}
return deferredResult;
}
/**
* 設(shè)置消息
* @param message
*/
@PostMapping("/send-message")
public void sendMessage(@RequestBody String message) {
latestMessage = message;
}
// -- 前端請求
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>長輪詢</title>
</head>
<body>
<p>msg=<span id="message"></span></p>
<p>請求次數(shù)：<span id="cnt"></span></p>
<script>
var cnt = 0
function pollMessage() {
// 發(fā)送輪詢請求
const xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open("GET", "/long", true);
xhr.onreadystatechange = function () {
if (xhr.readyState === XMLHttpRequest.DONE) {
if (xhr.status === 200) {
document.getElementById("message").innerHTML = xhr.responseText;
}
}
};
xhr.send();
}
setInterval(()=>{
++cnt;
document.getElementById('cnt').innerHTML = cnt.toString()
pollMessage()
}, 5000)
</script>
</body>
</html>在上述示例中，getLong()方法返回一個DeferredResult對象，它會在有新消息到達(dá)時觸發(fā)回調(diào)函數(shù)。如果在超時時間內(nèi)沒有新消息到達(dá)，DeferredResult對象將返回null。
長輪詢的特點(diǎn)與限制
長輪詢具有以下特點(diǎn)與限制：
- 減少請求次數(shù)： 長輪詢可以更快地獲取新消息，相比于短輪詢，可以減少不必要的請求次數(shù)。
- 減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載： 當(dāng)沒有新消息時，長輪詢會保持請求掛起，減少了頻繁的請求，從而減輕了服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。
- 相對實(shí)時性提升： 長輪詢可以更快地獲取新消息，相比于短輪詢，實(shí)時性有所提升。然而，仍然需要等待下一次輪詢才能獲取新消息。
3. SSE（Server-Sent Events）
什么是SSE？
當(dāng)使用Server-Sent Events（SSE）時，客戶端（通常是瀏覽器）與服務(wù)器之間建立一種持久的連接，使服務(wù)器能夠主動向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。這種單向的、服務(wù)器主動推送數(shù)據(jù)的通信模式使得實(shí)時更新的數(shù)據(jù)能夠被實(shí)時地傳送到客戶端，而無需客戶端進(jìn)行輪詢請求。
SSE的工作原理如下：
- 建立連接：客戶端通過使用
EventSource對象在瀏覽器中創(chuàng)建一個與服務(wù)器的連接?？蛻舳讼蚍?wù)器發(fā)送一個HTTP請求，請求的頭部包含Accept: text/event-stream，以表明客戶端希望接收SSE數(shù)據(jù)。服務(wù)器響應(yīng)這個請求，并建立一個持久的HTTP連接。 - 保持連接：服務(wù)器保持與客戶端的連接打開狀態(tài)，不斷發(fā)送數(shù)據(jù)。這個連接是單向的，只允許服務(wù)器向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，客戶端不能向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。
- 服務(wù)器發(fā)送事件：服務(wù)器使用
Content-Type: text/event-stream標(biāo)頭來指示響應(yīng)是SSE數(shù)據(jù)流。服務(wù)器將數(shù)據(jù)封裝在特定的SSE格式中，每個事件都以data:開頭，后面是實(shí)際的數(shù)據(jù)內(nèi)容，以及可選的其他字段，如event:和id:。服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)可以是任何文本格式，通常是JSON。 - 客戶端接收事件：客戶端通過
EventSource對象監(jiān)聽服務(wù)器發(fā)送的事件。當(dāng)服務(wù)器發(fā)送事件時，EventSource對象會觸發(fā)相應(yīng)的事件處理程序，開發(fā)人員可以在處理程序中獲取到事件數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的操作。常見的事件是message事件，表示接收到新的消息。 - 斷開連接：當(dāng)客戶端不再需要接收服務(wù)器的事件時，可以關(guān)閉連接?？蛻舳丝梢哉{(diào)用
EventSource對象的close()方法來顯式關(guān)閉連接，或者瀏覽器在頁面卸載時會自動關(guān)閉連接。
SSE的實(shí)現(xiàn)
在Spring Boot中，可以使用SseEmitter類來實(shí)現(xiàn)SSE。下面是一個簡單的示例：
@RestController
public class SSEController {
private SseEmitter sseEmitter;
@GetMapping("/subscribe")
public SseEmitter subscribe() {
sseEmitter = new SseEmitter();
return sseEmitter;
}
@PostMapping("/send-message")
public void sendMessage(@RequestBody String message) {
try {
if (sseEmitter != null) {
sseEmitter.send(SseEmitter.event().data(message));
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// - s.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>SSE Demo</title>
</head>
<body>
<h1>SSE Demo</h1>
<div id="message-container"></div>
<script>
// 創(chuàng)建一個EventSource對象，指定SSE的服務(wù)端端點(diǎn)
var eventSource = new EventSource('/subscribe');
console.log("eventSource=", eventSource)
// 監(jiān)聽message事件，接收從服務(wù)端發(fā)送的消息
eventSource.addEventListener('message', function(event) {
var message = event.data;
console.log("message=", message)
var messageContainer = document.getElementById('message-container');
messageContainer.innerHTML += '<p>' + message + '</p>';
});
</script>
</body>
</html>在上述示例中，客戶端可以通過訪問/subscribe接口來訂閱SSE事件，服務(wù)器會返回一個SseEmitter對象。當(dāng)有新消息到達(dá)時，調(diào)用SseEmitter對象的send()方法發(fā)送消息。
SSE的特點(diǎn)與限制
SSE具有以下特點(diǎn)與限制：
- 實(shí)時性較好： SSE使用了持久連接，可以實(shí)現(xiàn)比短輪詢和長輪詢更好的實(shí)時性。
- 單向通信： SSE是單向的，只允許服務(wù)器向客戶端推送消息，客戶端無法向服務(wù)器發(fā)送消息。
- 不適用于低版本瀏覽器： SSE是HTML5的一部分，不支持低版本的瀏覽器。在使用SSE時，需要確?？蛻舳藶g覽器的兼容性。
4. WebSocket
什么是WebSocket？
WebSocket是一種雙向通信協(xié)議，允許在單個持久連接上進(jìn)行全雙工通信。與之前介紹的方案不同，WebSocket提供了雙向通信的能力，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時的雙向數(shù)據(jù)傳輸。
WebSocket的實(shí)現(xiàn)
在Spring Boot中，可以使用Spring WebSocket模塊來實(shí)現(xiàn)WebSocket功能。下面是一個簡單的示例：
1. 創(chuàng)建一個WebSocket處理器：
@Component
public class WebSocketHandler extends TextWebSocketHandler {
private List<WebSocketSession> sessions = new CopyOnWriteArrayList<>();
@Override
public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {
sessions.add(session);
}
@Override
protected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {
for (WebSocketSession webSocketSession : sessions) {
webSocketSession.sendMessage(message);
}
}
@Override
public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status) throws Exception {
sessions.remove(session);
}
}2. 配置WebSocket端點(diǎn)：
@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
@Autowired
private WebSocketHandler webSocketHandler;
@Override
public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
registry.addHandler(webSocketHandler, "/websocket").setAllowedOrigins("*");
}
}在上述示例中，WebSocketHandler處理器負(fù)責(zé)處理WebSocket連接、消息傳遞和連接關(guān)閉等事件。WebSocketConfig類用于配置WebSocket端點(diǎn)。
3. 前端實(shí)現(xiàn)
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>WebSocket Demo</title>
</head>
<body>
<h1>WebSocket Demo</h1>
<div id="message-container"></div>
<script>
// 創(chuàng)建WebSocket對象，并指定服務(wù)器的URL
var socket = new WebSocket('ws://localhost:8080/websocket');
// 監(jiān)聽WebSocket的連接事件
socket.onopen = function(event) {
console.log('WebSocket connected');
};
// 監(jiān)聽WebSocket的消息事件
socket.onmessage = function(event) {
var message = event.data;
var messageContainer = document.getElementById('message-container');
messageContainer.innerHTML += '<p>' + message + '</p>';
};
// 監(jiān)聽WebSocket的關(guān)閉事件
socket.onclose = function(event) {
console.log('WebSocket closed');
};
// 發(fā)送消息到服務(wù)器
function sendMessage() {
var messageInput = document.getElementById('message-input');
var message = messageInput.value;
socket.send(message);
messageInput.value = '';
}
</script>
<input type="text" id="message-input" placeholder="Enter message">
<button onclick="sendMessage()">Send</button>
</body>
</html>
WebSocket的特點(diǎn)與限制
WebSocket具有以下特點(diǎn)與限制：
- 實(shí)時性最佳： WebSocket 提供了真正的雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時的雙向數(shù)據(jù)傳輸，具有最佳的實(shí)時性。
- 低延遲： 與輪詢和長輪詢相比，WebSocket 使用單個持久連接，減少了連接建立和斷開的開銷，從而降低了延遲。
- 雙向通信： WebSocket 允許服務(wù)器與客戶端之間進(jìn)行雙向通信，服務(wù)器可以主動向客戶端發(fā)送消息，同時客戶端也可以向服務(wù)器發(fā)送消息。
- 較高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載： WebSocket 使用長連接，會占用一定的網(wǎng)絡(luò)資源。在大規(guī)模并發(fā)場景下，需要注意服務(wù)器的負(fù)載情況。
- 瀏覽器支持： 大多數(shù)現(xiàn)代瀏覽器都支持 WebSocket，但需要注意在開發(fā)過程中考慮不同瀏覽器的兼容性。
總結(jié)
本文介紹了四種常見的消息實(shí)時推送方案：短輪詢、長輪詢、SSE 和 WebSocket，并以 Spring Boot 作為技術(shù)底座，展示了如何在 Java 全棧開發(fā)中實(shí)現(xiàn)這些功能。
- 短輪詢是一種簡單的實(shí)時消息推送方案，但存在高延遲、高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和實(shí)時性差的限制。
- 長輪詢通過保持請求掛起來減少不必要的請求次數(shù)，提高了實(shí)時性，但仍需要輪詢才能獲取新消息。
- SSE 使用持久連接實(shí)現(xiàn)單向?qū)崟r消息推送，具有較好的實(shí)時性，但只支持服務(wù)器向客戶端的單向通信。
- WebSocket 提供了真正的雙向通信，具有最佳的實(shí)時性和低延遲，但需要注意較高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和瀏覽器兼容性。
選擇合適的消息實(shí)時推送方案取決于具體的需求和場景。根據(jù)應(yīng)用程序的要求和預(yù)期的用戶體驗(yàn)，開發(fā)人員可以選擇適當(dāng)?shù)姆桨竵韺?shí)現(xiàn)實(shí)時消息推送功能。
注意
以上實(shí)現(xiàn)均屬于demo 級別，為了簡單演示，將所有的服務(wù)保證措施都刪除了，所以存在包括但不限于以下缺點(diǎn)
比如
sse
- 沒有做會話管理
- 明文傳輸
WebSocket
客戶端連接的區(qū)分，目前的實(shí)現(xiàn)屬于消息廣播。
連接的可靠性保證：心跳檢測以及自動重連等。
消息的明文傳輸
到此這篇關(guān)于Java 服務(wù)端消息推送的實(shí)現(xiàn)小結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 服務(wù)端消息推送內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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