「网页聊天」基于WebSocket实现网页聊天室

网页聊天

背景

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。

原理

WebSocket protocol 。

现很多网站为了实现即时通讯，所用的技术都是轮询(polling)。轮询是在特定的的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP request，然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的HTTP request 的模式带来很明显的缺点 – 浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP request 的header是非常长的，里面包含的有用数据可能只是一个很小的值，这样会占用很多的带宽。

而比较新的技术去做轮询的效果是Comet – 用了AJAX。但这种技术虽然可达到全双工通信，但依然需要发出请求。

在 WebSocket API，浏览器和服务器只需要做一个握手的动作，然后，浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。在此WebSocket 协议中，为我们实现即时服务带来了两大好处：

1. Header

互相沟通的Header是很小的-大概只有 2 Bytes

2. Server Push

服务器的推送，服务器不再被动的接收到浏览器的request之后才返回数据，而是在有新数据时就主动推送给浏览器。

一、项目简介

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，这里就将使用WebSocket来开发网页聊天室，前端框架会使用AmazeUI，后台使用Java，编辑器使用UMEditor。

二、涉及知识点

网页前端（HTML+CSS+JS）和JavaSE

三、软件环境 Tomcat 7 JDK 7 Eclipse JavaEE 现代浏览器

四、效果截图

效果1

效果2

五、项目实战

1. 新建项目

打开Eclipse JavaEE，新建一个名为Chat的Dynamic Web Project，然后导入处理JSON格式字符串所需要的包，把commons-beanutils-1.8.0.jar、commons-collections-3.2.1.jar、commons-lang-2.5.jar、commons-logging-1.1.1.jar、ezmorph-1.0.6.jar和json-lib-2.4-jdk15.jar这几个包放在Webcontent/WEB-INF/lib目录下，最后把项目发布到Tomcat服务器上，到此空项目就搭建完成了。

2. 编写前端页面

在WebContent目录下新建一个名为index.jsp的页面，这里使用了AmazeUI框架，它是一个跨屏自适应的前端框架，消息输入框使用了UMEditor，它是一个富文本在线编辑器，能让我们的消息内容多姿多彩。

首先从 AmazeUI官网下载压缩包，然后解压把assets 文件夹拷贝到WebContent目录下，这样我们就能使用AmazeUI了。

再从 UEditer官网下载Mini版的JSP版本压缩包，解压后把整个目录拷贝到WebContent目录下，接下来就可以编写前端代码了，代码如下（你可以按照自己的喜好编写）：

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8"%>

<!DOCTYPE html>

<html lang="zh">

<head>

<meta charset="utf-8">

<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">

<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no">

<title>ShiYanLou Chat</title>

<meta name="renderer" content="webkit">

<meta http-equiv="cache-Control" content="no-siteapp" />

<link rel="alternate icon" href="assets/i/favicon.ico">

<link rel="stylesheet" href="assets/css/amazeui.min.css">

<link rel="stylesheet" href="assets/css/app.css">

<link href="umeditor/themes/default/css/umeditor.css" rel="stylesheet">

<style>

.title {

text-align: center;

}

.chat-content-container {

height: 29rem;

overflow-y: scroll;

border: 1px solid silver;

}

</style>

</head>

<body>

<p class="title">

<p class="am-g am-g-fixed">

<p class="am-u-sm-12">

<h1 class="am-text-primary">ShiYanLou Chat</h1>

</p>

<p class="chat-content">

<p class="am-g am-g-fixed chat-content-container">

<p class="am-u-sm-12">

<ul id="message-list" class="am-comments-list am-comments-list-flip"></ul>

</p>

<p class="message-input am-margin-top">

<p class="am-g am-g-fixed">

<p class="am-u-sm-12">

<form class="am-form">

<p class="am-form-group">

<script type="text/plain" id="myEditor" style="width: 100%;height: 8rem;"></script>

</p>

</form>

</p>

<p class="am-g am-g-fixed am-margin-top">

<p class="am-u-sm-6">

<p id="message-input-nickname" class="am-input-group am-input-group-primary">

<span class="am-input-group-label"><i class="am-icon-user"></i></span>

<input id="nickname" type="text" class="am-form-field" placeholder="Please enter nickname"/>

</p>

<p class="am-u-sm-6">

<button id="send" type="button" class="am-btn am-btn-primary">

<i class="am-icon-send"></i> Send

</button>

</p>

<script src="assets/js/jquery.min.js"></script>

<!--[if lte IE 8 ]>

<script src="http://libs.baidu.com/jquery/1.11.1/jquery.min.js"></script>

<![endif]-->

<script charset="utf-8" src="umeditor/umeditor.config.js"></script>

<script charset="utf-8" src="umeditor/umeditor.min.js"></script>

<script src="umeditor/lang/zh-cn/zh-cn.js"></script>

<script>

$(function() {

// 初始化消息输入框

var um = UM.getEditor('myEditor');

// 使昵称框获取焦点

$('#nickname')[0].focus();

});

</script>

</body>

</html>

编写完成之后启动Tomcat服务器，然后访问 http://localhost:8080/Chat/index.jsp ，会看到如下界面。

3. 编写后台代码

新建一个com.shiyanlou.chat的包，在包中创建一个名为ChatServer的类，从JavaEE 7开始就统一了WebSocket的API，因此无论是什么服务器，用Java写的代码都是一样的，代码如下：

package com.shiyanlou.chat;

import java.text.simpledateformat;

import java.util.Date;

import javax.websocket.OnClose;

import javax.websocket.OnERROR;

import javax.websocket.OnMessage;

import javax.websocket.OnOpen;

import javax.websocket.session;

import javax.websocket.server.ServerEndpoint;

import net.sf.json.jsonobject;

/**

* 聊天服务器类

* @author shiyanlou

*

*/

@ServerEndpoint("/websocket")

public class ChatServer {

private static final SimpleDateFormat DATE_FORMAT = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm"); // 日期格式化

@OnOpen

public void open(Session session) {

// 添加初始化操作

}

/**

* 接受客户端的消息，并把消息发送给所有连接的会话

* @param message 客户端发来的消息

* @param session 客户端的会话

*/

@OnMessage

public void getMessage(String message, Session session) {

// 把客户端的消息解析为JSON对象

JSONObject jsonObject = JSONObject.fromObject(message);

// 在消息中添加发送日期

jsonObject.put("date", DATE_FORMAT.format(new Date()));

// 把消息发送给所有连接的会话

for (Session openSession : session.getOpenSessions()) {

// 添加本条消息是否为当前会话本身发的标志

jsonObject.put("isSelf", openSession.equals(session));

// 发送JSON格式的消息

openSession.getAsyncRemote().sendText(jsonObject.toString());

}

@OnClose

public void close() {

// 添加关闭会话时的操作

}

@OnError

public void error(throwable t) {

// 添加处理错误的操作

}

稍微解释下上面这段代码。

@ServerEndpoint(value = "/websocket")定义一个WebSocket服务端。value即访问地址。这个例子中：客户端通过 ws://{domain}/{context}来进行连接
Set<ChatAnnotation> connections用于存储聊天室中的连接实例
@OnPen，连接创建时调用的方法
@OnClose，连接关闭时调用的方法
@OnMessage，传输信息过程中调用的方法
@OnError，发生错误时调用的方法
broadcast(String msg)，通过connections，对所有其他用户推送信息的方法

4. 前后台交互

后台写完了，前台要用WebSocket连接后台，需要新建一个WebSocket对象，然后就可以和服务器端进行交互，从浏览器发送消息给服务器端，同时要验证输入框的内容是否为空，然后接受服务端发送的消息，把它们动态地添加到聊天内容框中，在

var um = UM.getEditor('myEditor');

$('#nickname')[0].focus();

// 新建WebSocket对象，最后的/websocket对应服务器端的@ServerEndpoint("/websocket")

var socket = new WebSocket('ws://${pageContext.request.getServerName()}:${pageContext.request.getServerPort()}${pageContext.request.contextpath}/websocket');

// 处理服务器端发送的数据

socket.onmessage = function(event) {

addMessage(event.data);

};

// 点击Send按钮时的操作

$('#send').on('click', function() {

var nickname = $('#nickname').val();

if (!um.hasContents()) { // 判断消息输入框是否为空

// 消息输入框获取焦点

um.focus();

// 添加抖动效果

$('.edui-container').addClass('am-animation-shake');

settimeout("$('.edui-container').removeClass('am-animation-shake')", 1000);

} else if (nickname == '') { // 判断昵称框是否为空

//昵称框获取焦点

$('#nickname')[0].focus();

// 添加抖动效果

$('#message-input-nickname').addClass('am-animation-shake');

setTimeout("$('#message-input-nickname').removeClass('am-animation-shake')", 1000);

} else {

// 发送消息

socket.send(JSON.stringify({

content : um.getContent(),

nickname : nickname

}));

// 清空消息输入框

um.setContent('');

// 消息输入框获取焦点

um.focus();

}

});

// 把消息添加到聊天内容中

function addMessage(message) {

message = JSON.parse(message);

var messageItem = '<li class="am-comment '

+ (message.isSelf ? 'am-comment-flip' : 'am-comment')

+ '">'

+ '<a href="JavaScript:void(0)" ><img src="assets/images/'

+ (message.isSelf ? 'self.png' : 'others.jpg')

+ '" alt="" class="am-comment-avatar" width="48" height="48"/></a>'

+ '<p class="am-comment-main"><header class="am-comment-hd"><p class="am-comment-meta">'

+ '<a href="javascript:void(0)" class="am-comment-author">'

+ message.nickname + '</a> <time>' + message.date

+ '</time></p></header>'

+ '<p class="am-comment-bd">' + message.content

+ '</p></p></li>';

$(messageItem).appendTo('#message-list');

// 把滚动条滚动到底部

$(".chat-content-container").scrollTop($(".chat-content-container")[0].scrollheight);

}

到这步，简单的网页聊天室就完成了。

六、小结

本次项目课使用WebSocket实现了简单的网页聊天室，其实WebSocket不仅可以应用于浏览器，也可以应用于桌面客户端。

基于WebSocket实现网页聊天室

网页聊天

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