SpringBoot整合webSocket并增加用户权限验证

灰太狼 2022-12-12 13:42 1174阅读 0赞

# SpringBoot整合webSocket并增加用户权限验证 #

## 1、网站中的消息功能如何实现 ##

思考：像这样的消息功能怎么实现？  
如果网页不刷新，服务端有新消息如何推送到浏览器？  
解决方案，采用轮询的方式。即：通过js不断的请求服务器，查看是否有新数据，如果有，就获取到新数据。  
这种解决方法是否存在问题呢？  
当然是有的，如果服务端一直没有新的数据，那么js也是需要一直的轮询查询数据，这就是一种资源的浪费。  
那么，有没有更好的解决方案？ 有！那就是采用WebSocket技术来解决。

## 2、什么是WebSocket？ ##

WebSocket 是HTML5一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信(full-duplex)。一开始的握手需要借助  
HTTP请求完成。 WebSocket是真正实现了全双工通信的服务器向客户端推的互联网技术。 它是一种在单个TCP连  
接上进行全双工通讯协议。Websocket通信协议与2011年倍IETF定为标准RFC 6455，Websocket API被W3C定为  
标准。

> 全双工和单工的区别？
> 
>  *  全双工（Full Duplex）是通讯传输的一个术语。通信允许数据在两个方向上同时传输，它在能力上相当  
>     于两个单工通信方式的结合。全双工指可以同时（瞬时）进行信号的双向传输（A→B且B→A）。指  
>     A→B的同时B→A，是瞬时同步的。
>  *  单工、半双工（Half Duplex），所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，  
>     一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两辆车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头  
>     儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是  
>     基于半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台。

## 3、http与websocket的区别 ##

### 3.1、http ###

http协议是短连接，因为请求之后，都会关闭连接，下次重新请求数据，需要再次打开链接。  
![image][]

### 3.2、webSocket ###

WebSocket协议是一种长链接，只需要通过一次请求来初始化链接，然后所有的请求和响应都是通过这个TCP链接  
进行通讯。  
![image][]

## 4、快速入门 ##

### 4.1、创建SpringBoot-websocket工程 ###

在基础工程中新建`module`,命名为`spring-websocket`或其他名字都可以，这里可以根据自己的需求去创建相应的名称，创建过程如下：

*  创建模块  
    ![image][image 1]  
    点击next,输入模块名称点击Finish就可以啦  
    ![image][image 2]

### 4.2、配置spring-websocket工程 ###

*  配置pom文件

这里使用的是springboot框架，我们直接使用对应的starter就可以啦，我在pom文件中引入相应的配置如下：

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    
        
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
        </dependency>
    
    </dependencies>

*  创建项目启动类

在`src.main.java`下创建自己定义的包名，这里定义的包名称是`cn.org.spring.tools.websocket`,在包下面创建springboot的启动类`WebSocketApplication`

@SpringBootApplication
    public class WebSocketApplication {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(WebSocketApplication.class);
        }
    }

*  创建webSocket配置类

在`cn.org.spring.tools.websocket`新建一个package下新建config包，在config包中新建`WebSocketConfig`类，配置如下

@Configuration
    @EnableWebSocket
    public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
        /**
         * 注入拦截器
         */
        @Resource
        private MyHandshakeInterceptor myHandshakeInterceptor;
    
    
        @Override
        public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry webSocketHandlerRegistry) {
            
            webSocketHandlerRegistry
                    //添加myHandler消息处理对象，和websocket访问地址
                    .addHandler(myHandler(), "/ws")
                    //设置允许跨域访问
                    .setAllowedOrigins("*")
                    //添加拦截器可实现用户链接前进行权限校验等操作
                    .addInterceptors(myHandshakeInterceptor);
        }
    
        @Bean
        public WebSocketHandler myHandler() {
            return new MyWebSocketHandler();
        }
    }

*  实现MyWebSocketHandler

新建包`handler`,创建`MyWebSocketHandler`并集成`TextWebSocketHandler`,`TextWebSocketHandler`是主要处理string类型消息，这里我们可以继承其他的handler类，如`BinaryWebSocketHandler`

public class MyWebSocketHandler extends TextWebSocketHandler {
    
        //静态变量，用来记录当前在线连接数。应该把它设计成线程安全的。
        private static AtomicInteger onlineNum = new AtomicInteger();
        //concurrent包的线程安全Set，用来存放每个客户端对应的WebSocketServer对象。
        private static ConcurrentHashMap<String, WebSocketSession> sessionPools = new ConcurrentHashMap<>();
    
        @Override
        public void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message)
                throws IOException {
            System.out.println("获取到消息 >> " + message.getPayload());
            session.sendMessage(new TextMessage(String.format("收到用户：【%s】发来的【%s】",
                    session.getAttributes().get("uid"), message.getPayload())));
        }
    
        @Override
        public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws
                Exception {
            System.out.println("获取到拦截器中用户ID : " + session.getAttributes().get("uid"));
            String uid = session.getAttributes().get("uid").toString();
            //TODO: 重复链接没有进行处理
            sessionPools.put(uid, session);
            addOnlineCount();
            System.out.println(uid + "加入webSocket！当前人数为" + onlineNum);
            session.sendMessage(new TextMessage("欢迎连接到ws服务! 当前人数为：" + onlineNum));
        }
    
    
        @Override
        public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus status)
                throws Exception {
            System.out.println("断开连接!");
            String uid = session.getAttributes().get("uid").toString();
            sessionPools.remove(uid);
            subOnlineCount();
        }
    
        /**
         * 添加链接人数
         */
        public static void addOnlineCount() {
            onlineNum.incrementAndGet();
        }
    
        /**
         * 移除链接人数
         */
        public static void subOnlineCount() {
            onlineNum.decrementAndGet();
        }
    
    }

*  创建拦截器Interceptor

创建链接前权限验证拦截器`Interceptor`,这里我们继承`HandshakeInterceptor`具体实现如下：

@Component
    public class MyHandshakeInterceptor implements HandshakeInterceptor {
        /**
         * 握手之前，若返回false，则不建立链接 *
         *
         * @param request
         * @param response
         * @param wsHandler
         * @param attributes
         * @return
         */
        @Override
        public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse
                response, WebSocketHandler wsHandler, Map<String, Object> attributes) {
            //将用户id放入socket处理器的会话(WebSocketSession)中
            ServletServerHttpRequest serverHttpRequest = (ServletServerHttpRequest) request;
            //获取参数
            String userId = serverHttpRequest.getServletRequest().getParameter("userId");
            attributes.put("uid", userId);
            //可以在此处进行权限验证，当用户权限验证通过后，进行握手成功操作，验证失败返回false
            if (userId.equals("123")) {
                System.out.println("握手失败.....");
                return false;
            }
            System.out.println("开始握手。。。。。。。");
            return true;
        }
    
        @Override
        public void afterHandshake(ServerHttpRequest request, ServerHttpResponse
                response, WebSocketHandler wsHandler, Exception exception) {
            System.out.println("握手成功啦。。。。。。");
        }
    }

*  启动测试

Springboot 默认启动端口为8080，可以采用默认端口，也可以自定义端口，这么我们新增application.yml配置文件，定义服务端口和应用名称；

server:
      port: 9001
    spring:
      application:
        name: spring-websocket

配置好后，启动服务；

这里给大家分享个ws在线测试工具，[工具地址][Link 1]

我们尝试链接下我们的ws服务：  
![image][image 3]  
在地址栏输入地址`ws//127.0.0.1:9001/ws?userId=123`  
点击链接  
如出现一下信息说明链接成功。  
![image][image 4]

*  连接成功后，进行发送消息测试

看到如下信息说明服务端收到前端消息并返回了对应的消息  
![image][image 5]

至此，我们集成websocket完成，代码中还有些细节需要去优化，大家在借鉴使用时不要直接copy,要结合自己的业务场景去实现细化它。

*  源码地址：  
    [传送门][Link 2]

更多内容请查看 [Julywhj的博客][Julywhj]期待您的光顾。

[image]: /images/20221123/c214b90f55614bb88267820526496134.png
[image 1]: /images/20221123/03dc291f078444248395797987d2e388.png
[image 2]: /images/20221123/1259e7af01814191b96c53b9260d4fd9.png
[Link 1]: https://julywhj.cn/wstools.html
[image 3]: /images/20221123/e6370279f03c4deeb7480332452546bf.png
[image 4]: /images/20221123/d0a0de42c440426287c3ad19c2d102aa.png
[image 5]: /images/20221123/a49d62f4dd364bcfbe9a723fda0fb134.png
[Link 2]: https://gitee.com/julywhj/spring-tools-suite.git
[Julywhj]: https://bs.julywhj.cn/#/