使用Java实现Comet风格的Web应用（一）

电玩女神 2022-08-07 03:39 8阅读 0赞

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开始  
  
在本文中，我将展示如何使用各种不同的 Java 技术构建一些简单的 Comet 风格的 Web 应用程序。读者对 Java Servlet、Ajax 和 JavaScript 应该有一定的了解。我们将考察 Tomcat 和 Jetty 中一些支持 Comet 的特性，因此需要使用这两个产品的最新版本。本文使用 Tomcat 6.0.14 和 Jetty 6.1.14.另外还需要一个支持 Java 5 或更高版本的 JDK.本文使用 JDK 1.5.0-16.此外还需要看看 Jetty 7 的预发布版，因为它实现了 Servlet 3.0 规范，我们将在本文中研究该规范。  
  
理解 Comet  
  
您可能已经听说过 Comet，因为它最近受到了一定的关注。Comet 有时也称反向 Ajax 或服务器端推技术（server-side push）。其思想很简单：将数据直接从服务器推到浏览器，而不必等到浏览器请求数据。听起来简单，但是如果熟悉 Web 应用程序，尤其是 HTTP 协议，那么您就会知道，这绝不简单。实现 Comet 风格的 Web 应用程序，同时保证在浏览器和服务器上的可伸缩性，这只是在最近几年才成为可能。在本文的后面，我们将看看一些流行的 Java Web 服务器如何支持可伸缩的 Comet 架构，但首先我们来看看为什么要创建 Comet 应用程序，以及用于实现它们的常见设计模式。  
  
使用 Comet 的动机  
  
HTTP 协议的成功毋庸置疑。它是 Internet 上大部分信息交换的基础。然而，它也有一些局限性。特别是，它是无状态、单向的协议。请求被发送到 Web 服务器，服务器处理请求并发回一个响应 — 仅此而已。请求必须由客户机发出，而服务器则只能在对请求的响应中发送数据。这至少会影响很多类型的 Web 应用程序的实用性。典型的例子就是聊天程序。另外还有一些例子，例如比赛的比分、股票行情或电子邮件程序。  
  
HTTP 的这些局限性也是它取得一定成功的原因。请求/响应周期使它成为了经典的模型，即每个连接使用一个线程。只要能够快速为请求提供服务，这种方法就有巨大的可伸缩性。每秒钟可以处理大量的请求，只需使用少量的服务器就可以处理很大数量的用户。对于很多经典的 Web 应用程序，例如内容管理系统、搜索应用程序和电子商务站点等等而言，这非常适合。在以上任何一种 Web 应用程序中，服务器提供用户请求的数据，然后关闭连接，并释放那个线程，使之可以为其他请求服务。如果提供初始数据之后仍可能存在交互，那么将连接保持为打开状态，因此线程就不能释放出来，服务器也就不能为很多用户服务。  
  
但是，如果想在对请求做出响应并发送初始数据之后，仍然保持与用户的交互呢？在 Web 早期，这一点常使用 meta 刷新实现。这将自动指示浏览器在指定秒数之后重新装载页面，从而支持简陋的轮询（polling）。这不仅是一种糟糕的用户体验，而且通常效率非常低下。如果没有新的数据要显示在页面上呢？这时不得不重新呈现同样的页面。如果对页面的更改很少，并且页面的大部分没有变化呢？同样，不管是否有必要，都得重新请求和获取页面上的一切内容。  
  
Ajax 的发明和流行改变了上述状况。现在，服务器可以异步通信，因此不必重新请求整个页面。现在可以进行增量式的更新。只需使用 XMLHttpRequest 轮询服务器。这项技术通常被称作 Comet.这项技术存在一些变体，每种变体具有不同的性能和可伸缩性。我们来看看这些不同风格的 Comet.  
  
Comet 风格  
  
Ajax 的出现使 Comet 成为可能。HTTP 的单向性质可以有效地加以规避。实际上有一些不同的方法可以绕过这一点。您可能已经猜到，支持 Comet 的最容易的方式是轮询（poll）。使用 XMLHttpRequest 向服务器发出调用，返回后，等待一段固定的时间（通常使用 JavaScript 的 setTimeout 函数），然后再次调用。这是一项非常常见的技术。例如，大多数 webmail 应用程序就是通过这种技术在电子邮件到达时显示电子邮件的。  
  
这项技术有优点也有缺点。在这种情况下，您期望快速返回响应，就像任何其他 Ajax 请求一样。在请求之间必须有一段暂停。否则，连续不断的请求会冲垮服务器，并且这种情况下显然不具有可伸缩性。这段暂停使应用程序产生一个延时。暂停的时间越长，服务器上的新数据就需要越多的时间才能到达客户机。如果缩短暂停时间，又将重新面临冲垮服务器的风险。但是另一方面，这显然是最简单的实现 Comet 的方式。  
  
现在应该指出，很多人认为轮询并不属于 Comet.相反，他们认为 Comet 是对轮询的局限性的一个解决方案。最常见的 “真正的” Comet 技术是轮询的一种变体，即长轮询（long polling）。轮询与长轮询之间的主要区别在于服务器花多长的时间作出响应。长轮询通常将连接保持一段较长的时间 — 通常是数秒钟，但是也可能是一分钟甚至更长。当服务器上发生某个事件时，响应被发送并随即关闭，轮询立即重新开始。  
  
长轮询相对于一般轮询的优点在于，数据一旦可用，便立即从服务器发送到客户机。请求可能等待较长的时间，期间没有任何数据返回，但是一旦有了新的数据，它将立即被发送到客户机。因此没有延时。如果您使用过基于 Web 的聊天程序，或者声称 “实时” 的任何程序，那么它很可能就是使用了这种技术。  
  
长轮询有一种变体，这是第三种风格的 Comet.这通常被称为流（streaming）。按照这种风格，服务器将数据推回客户机，但是不关闭连接。连接将一直保持开启，直到过期，并导致重新发出请求。XMLHttpRequest 规范表明，可以检查 readyState 的值是否为 3 或 Receiving（而不是 4 或 Loaded），并获取正从服务器 “流出” 的数据。和长轮询一样，这种方式也没有延时。当服务器上的数据就绪时，该数据被发送到客户机。这种方式的另一个优点是可以大大减少发送到服务器的请求，从而避免了与设置服务器连接相关的开销和延时。不幸的是，XMLHttpRequest 在不同的浏览器中有很多不同的实现。这项技术只能在较新版本的 Mozilla Firefox 中可靠地使用。对于 Internet Explorer 或 Safari，仍需使用长轮询。  
  
至此，您可能会想，长轮询和流都有一个很大的问题。请求需要在服务器上存在一段较长的时间。这打破了每个请求使用一个线程的模型，因为用于一个请求的线程一直没有被释放。更糟糕的是，除非要发回数据，否则该线程一直处于空闲状态。这显然不具有可伸缩性。幸运的是，现代 Java Web 服务器有很多方式可以解决这个问题。  
  
Java 中的 Comet  
  
现在有很多 Web 服务器是用 Java 构建的。一个原因是 Java 有一个丰富的本地线程模型。因此实现典型的每个连接一个线程的模型便非常简单。该模型对于 Comet 不大适用，但是，Java 对此同样有解决的办法。为了有效地处理 Comet，需要非阻塞 IO，Java 通过它的 NIO 库提供非阻塞 IO.两种最流行的开源服务器 Apache Tomcat 和 Jetty 都利用 NIO 增加非阻塞 IO，从而支持 Comet.然而，这两种服务器中的实现却各不相同。我们来看看 Tomcat 和 Jetty 对 Comet 的支持。  
  
Tomcat 和 Comet  
  
对于 Apache Tomcat，要使用 Comet，主要需要做两件事。首先，需要对 Tomcat 的配置文件 server.XML 稍作修改。默认情况下启用的是更典型的同步 IO 连接器。现在只需将它切换成异步版本，如清单 1 所示。  
  
清单 1. 修改 Tomcat 的 server.xml

清单 2. Tomcat Comet servlet

public　class　TomcatWeatherServlet　extends　HttpServlet　implements　CometProcessor　\{ 　　private　MessageSender　messageSender　=　null; 　　private　static　final　Integer　TIMEOUT　=　60　\*　1000; 　　@Override 　　public　void　destroy()　\{ 　　messageSender.stop(); 　　messageSender　=　null; 　　\} 　　@Override 　　public　void　init()　throws　ServletException　\{ 　　messageSender　=　new　MessageSender(); 　　Thread　messageSenderThread　= 　　new　Thread(messageSender,　"MessageSender\["　+　getServletContext() 　　.getContextPath()　+　"\]"); 　　messageSenderThread.setDaemon(true); 　　messageSenderThread.start(); 　　\} 　　public　void　event(final　CometEvent　event)　throws　IOException,　ServletException　\{ 　　HttpServletRequest　request　=　event.getHttpServletRequest(); 　　HttpServletResponse　response　=　event.getHttpServletResponse(); 　　if　(event.getEventType()　==　CometEvent.EventType.BEGIN)　\{ 　　request.setAttribute("org.apache.tomcat.comet.timeout",　TIMEOUT); 　　log("Begin　for　session:　"　+　request.getSession(true).getId()); 　　messageSender.setConnection(response); 　　Weatherman　weatherman　=　new　Weatherman(95118,　32408); 　　new　Thread(weatherman).start(); 　　\}　else　if　(event.getEventType()　==　CometEvent.EventType.ERROR)　\{ 　　log("Error　for　session:　"　+　request.getSession(true).getId()); 　　event.close(); 　　\}　else　if　(event.getEventType()　==　CometEvent.EventType.END)　\{ 　　log("End　for　session:　"　+　request.getSession(true).getId()); 　　event.close(); 　　\}　else　if　(event.getEventType()　==　CometEvent.EventType.READ)　\{ 　　throw　new　UnsupportedOperationException("This　servlet　does　not　accept 　　data"); 　　\} 　　\} 　　\}

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