服务器推送技术之短轮询、长轮询、SSE和Websocket

浅浅的花香味﹌ 2022-12-27 02:13 161阅读 0赞

# 服务器推送技术 #

服务器推送技术干嘛用？就是让用户在使用网络应用的时候，不需要一遍又一遍的去手动刷新就可以及时获得更新的信息。大家平时在上各种视频网站时，对视频节目进行欢乐的吐槽和评论，会看到各种弹幕，当然，他们是用flash技术实现的，对于我们没有用flash的应用，一样可以实现弹幕。又比如在股票网站，往往可以看到，各种股票信息的实时刷新，上面的这些都是基于服务器推送技术。

## Ajax短轮询 ##

Ajax短轮询就是用一个定时器不停的去网站上请求数据。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMjI4MTI4NDk_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

下面的代码实现浏览器页面实时显示服务器的当前时间。

服务器端的实现如下：

package com.morris.websocket.shortpoll;
    
    import org.springframework.stereotype.Controller;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
    
    import java.time.LocalDateTime;
    
    @Controller
    public class TimeController { 
    
        @RequestMapping("getTime")
        @ResponseBody
        public String getTime() { 
            return LocalDateTime.now().toString();
        }
    
    }

html页面实现如下：

<!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Show Time</title>
    </head>
    <body>
    当前时间为：<span id="timeSpan"></span>
    
    <script type="text/javascript" src="/js/jquery-1.9.1.min.js"></script>
    <script type="text/javascript"> function showTime(){ $.get("/getTime",function (data) { console.log(data); $("#timeSpan").html(data); }) } setInterval(showTime, 1000); </script>
    </form>
    </body>
    </html>

## Comet ##

基于HTTP长连接、无须在浏览器端安装插件的“服务器推”技术为“Comet”，comet有下面两种实现方式：

*  基于AJAX的长轮询（long-polling）方式。
 *  基于长连接的服务器推模型 Server-sent-events(SSE)。

### 基于AJAX的长轮询（long-polling）方式。 ###

服务器端实现长轮询可以使用异步任务，这里使用的是Spring MVC对Servlet3.0规范所支持的异步请求方式。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMjI4MTI4NDk_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

下面的代码实现服务器端向浏览器页面实时推送新闻。

服务器端的实现如下：

package com.morris.websocket.longpoll;
    
    import org.springframework.stereotype.Controller;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
    
    import java.util.Random;
    import java.util.concurrent.Callable;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    @Controller
    public class PushNewsController { 
    
        @RequestMapping("realTimeNews")
        @ResponseBody
        public Callable<String> realtimeNews() { 
            Callable<String> callable = () -> { 
                try { 
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
                int index = new Random().nextInt(Const.NEWS.length);
                return Const.NEWS[index];
            };
            return callable;
        }
    
    }

html页面实现如下：

<!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>新闻推送</title>
    </head>
    <body>
    <h1>每日头条</h1>
    <div>
        <div>
            <h2>每日头条新闻实时看</h2>
            <div style="color:#F00"><b><p id="realTimeNews"></p></b></div>
        </div>
    </div>
    <script type="text/javascript" src="/js/jquery-1.9.1.min.js"></script>
    <script type="text/javascript"> longLoop(); function longLoop() { $.get("/realTimeNews", function (data) { console.log(data); $("#realTimeNews").html(data); longLoop(); }) } </script>
    </body>
    </html>

### 基于长连接的服务器推模型Server-sent-events(SSE)。 ###

严格地说，HTTP协议无法做到服务器主动推送信息。但是，有一种变通方法，就是服务器向客户端声明，接下来要发送的是流信息（streaming）。也就是说，发送的不是一次性的数据包，而是一个数据流，会连续不断地发送过来。这时，客户端不会关闭连接，会一直等着服务器发过来的新的数据流，视频播放就是这样的例子。

本质上，这种通信就是以流信息的方式，完成一次用时很长的下载。

SSE就是利用这种机制，使用流信息向浏览器推送信息。它基于HTTP协议，目前除了IE/Edge，其他浏览器都支持。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMjI4MTI4NDk_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

下面的代码实现服务器端向浏览器页面实时推送贵金属最新价格。

服务器端的实现如下：

package com.morris.websocket.sse;
    
    import org.springframework.stereotype.Controller;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.util.Random;
    
    @Controller
    public class NobleMetalController { 
    
        @RequestMapping("needPrice")
        public void pushRight(HttpServletResponse response){ 
            response.setContentType("text/event-stream");
            response.setCharacterEncoding("utf-8");
            Random r = new Random();
            try { 
                PrintWriter pw = response.getWriter();
                int i = 0;
                while(i<10){ 
                    if(pw.checkError()){ 
                        System.out.println("客户端断开连接");
                        return;
                    }
                    Thread.sleep(1000);
                    pw.write(makeResp(r));
                    pw.flush();
                    i++;
                }
                System.out.println("达到阈值，结束发送.......");
                pw.write("data:stop\n\n");
                pw.flush();
            } catch (Exception e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        /*业务方法，生成贵金属的实时价格*/
        private String makeResp(Random r){ 
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
            stringBuilder.append("retry:2000\n")
                    .append("data:")
                    .append(r.nextInt(100)+50+",")
                    .append(r.nextInt(40)+35)
                    .append("\n\n");
            return stringBuilder.toString();
        }
    }

html页面实现如下：

<!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>贵金属</title>
    </head>
    <body>
    <h1>贵金属</h1>
    <div>
        <div>
            <h2>贵金属列表</h2>
        </div>
        <div>
            <h2 id="hint"></h2>
        </div>
        <hr>
        <div>
            <div><p>黄金</p>
                <p id="c0" style="color:#F00"></p><b><p id="s0">历史价格：</p></b></div>
            <div><p>白银</p>
                <p id="c1" style="color:#F00"></p><b><p id="s1">历史价格：</p></b></div>
        </div>
        <hr>
    
    </div>
    <script type="text/javascript" src="/js/jquery-1.9.1.min.js"></script>
    <script type="text/javascript"> function showPrice(index, data) { $("#c" + index).html("当前价格：" + data); var s = $("#s" + index).html(); $("#s" + index).html(s + data + " "); } if (!!window.EventSource) { var source = new EventSource('/needPrice'); source.onmessage = function (e) { var dataObj = e.data; var arr = dataObj.split(','); $.each(arr, function (i, item) { showPrice(i, item); }); $("#hint").html(""); }; source.onopen = function (e) { console.log("Connecting server!"); }; source.onerror = function () { console.log("error"); }; } else { $("#hint").html("您的浏览器不支持SSE！"); } </script>
    </body>
    </html>

## 各种服务器推送技术的比较 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>短轮询</th> 
   <th>长轮询</th> 
   <th>SSE</th> 
   <th>WebSocket</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>浏览器支持度</td> 
   <td>最高</td> 
   <td>很高</td> 
   <td>中(IE和Edge均不支持)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>实时性</td> 
   <td>最低</td> 
   <td>较高</td> 
   <td>很高</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>代码实现复杂度</td> 
   <td>最容易</td> 
   <td>较容易</td> 
   <td>容易</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>连接性质</td> 
   <td>短连接</td> 
   <td>长连接</td> 
   <td>长连接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>适用</td> 
   <td>需要服务极大量或极小量的用户，实时性要求不高</td> 
   <td>准实时性的应用，比较关注浏览器的兼容性</td> 
   <td>实时，基本都是文本交互的应用</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 应用场景 ##

服务器推送技术常用于二维码登录，二维码支付等场景。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMjI4MTI4NDk_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

淘宝登录用的什么？Ajax短轮询，这说明什么？这些技术并没有什么优劣之分，只有合不合适业务的问题。淘宝的痛点是什么？要用有限的资源来为千万级甚至上亿的用户提供服务，如果是用长连接，对于接入的服务器，比如说 Nginx，是很大的压力，光是为用户维持这个长连接都需要成百上千的Nginx的服务器，这是很划不来的。

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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMjI4MTI4NDk_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221120/e88e789dfc624783b3062b07d09d1e0c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMjI4MTI4NDk_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221120/c21023871a6b47279ea2da8a9c309f0e.png