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WebSocket 实时通信 ​

# 1. 功能简介 ​

项目的 yudao-spring-boot-starter-websocket 组件,基于 Spring WebSocket 进行二次封装,实现了更加简单的使用方式。例如说,WebSocket 的认证、Session 的管理、WebSocket 集群的消息广播等等。 疑问:为什么不使用 Netty 实现 WebSocket? Netty 的学习和使用门槛较高,对大家可能不够友好,而 Spring WebSocket 足够满足 99.99% 的场景。

# 1.1 Token 身份认证 ​

① 在 WebSocket 连接建立时,通过 QueryString 的 token 参数,进行认证。例如说:ws://127.0.0.1:48080/ws?token=xxx。 由于 WebSocket 是基于 HTTP 建立连接,所以它的认证可以复用项目的 TokenAuthenticationFilter 实现。 为什么 token 不使用 Header 传递? WebSocket 不支持 Header 传递,所以只能使用 QueryString 传递。 ② 认证完成后,会通过 LoginUserHandshakeInterceptor 拦截器,将用户信息存储到 WebSocket Session 的 attributes 中。 这样,后续可以使用 WebSocketFrameworkUtils 获取用户信息,例如说: // WebSocketFrameworkUtils.java // ① 获取当前用户 public static LoginUser getLoginUser(WebSocketSession session) // ② 获得当前用户的类型 public static Integer getLoginUserType(WebSocketSession session) // ③ 获得当前用户的编号 public static Integer getLoginUserType(WebSocketSession session) // ④ 获得当前用户的租户编号 public static Long getTenantId(WebSocketSession session)

# 1.2 Session 会话管理 ​

每个前端和后端建立的 WebSocket 连接,对应后端的一个 WebSocketSession 会话对象。由于后续需要对 WebSocketSession 进行消息的发送,所以需要进行管理。 ① WebSocketSession 的管理,由 WebSocketSessionManager 定义接口,由 WebSocketSessionManagerImpl 具体实现。 // 添加和移除 Session void addSession(WebSocketSession session); void removeSession(WebSocketSession session); // 获得 Session,多种维度 WebSocketSession getSession(String id); // Session 编号 Collection getSessionList(Integer userType); // 用户类型 Collection getSessionList(Integer userType, Long userId); // 用户编号 ② WebSocket 建立和关闭连接时,通过 WebSocketSessionHandlerDecorator 处理器,分别调用 WebSocketSessionManager 进行 Session 的添加和移除。

# 1.3 Message 消息格式 ​

WebSocket 默认使用“文本”进行通信,而业务需要按照不同类型的消息,进行不同的处理。因此,项目定义了 JsonWebSocketMessage 消息对象,包含 type 消息类型 + content 消息内容。 和 Spring MVC 对比,可以理解为:

标识方法参数
Spring MVCURL + Method 等Controller 的 Method 方法QueryString 或 RequestBody 等
项目 WebSockettype 消息类型WebSocketMessageListener 实现类解析 content 消息内容后的 Message 对象
具体 JsonWebSocketMessage 和 WebSocketMessageListener 详细说明,参见「1.4 Message 消息接收」小节。

# 1.4 Message 消息接收 ​

① WebSocket 接收到项目后,会先交给 JsonWebSocketMessageHandler 消息处理器,将消息解析成 JsonWebSocketMessage 对象。 之后,根据 type 消息类型,获得到 WebSocketMessageListener 实现类,并将 content 消息内容进一步解析成 Message 对象,交给它进行处理。 ② 具体案例,可见 DemoWebSocketMessageListener、DemoSendMessage 类。

# 1.5 Message 消息推送 ​

① 项目的 WebSocketMessageSender 接口,定义了给 Session 发送消息的方法。如下所示: // WebSocketMessageSender.java // ① 发送消息给指定用户 void send(Integer userType, Long userId, String messageType, String messageContent); default void sendObject(Integer userType, Long userId, String messageType, Object messageContent) { send(userType, userId, messageType, JsonUtils.toJsonString(messageContent)); } // ② 发送消息给指定用户类型 void send(Integer userType, String messageType, String messageContent); default void sendObject(Integer userType, String messageType, Object messageContent) { send(userType, messageType, JsonUtils.toJsonString(messageContent)); } // ③ 发送消息给指定 Session void send(String sessionId, String messageType, String messageContent); default void sendObject(String sessionId, String messageType, Object messageContent) { send(sessionId, messageType, JsonUtils.toJsonString(messageContent)); } ② WebSocketMessageSender 有多种实现类,如下:

实现类是否支持 WebSocket 集群前置要求
LocalWebSocketMessageSender❌无
RedisWebSocketMessageSender✅开启 《消息队列(Redis)》
RocketMQWebSocketMessageSender✅开启 《消息队列(RocketMQ)》
KafkaWebSocketMessageSender✅开启 《消息队列(Kafka)》
RabbitMQWebSocketMessageSender✅开启 《消息队列(RabbitMQ)》
疑问:什么是 WebSocket 集群?
在后端部署多个 Java 进程时,会形成 WebSocket 集群。此时,就会存在跨进程的消息推送问题。例如说,连接 A 进程的 WebSocket 的用户,想要发送消息给连接 B 进程的 WebSocket 用户。
😁 如何解决呢?消息不直接发送给用户 WebSocketSession,而是先发给 Redis、RocketMQ 等消息队列,再由每个 Java 进程监听该消息,分别判断判断该用户 WebSocket 是否连接的是自己,如果是,则进行消息推送。
默认配置下,使用 LocalWebSocketMessageSender 本地发送消息,不支持 WebSocket 集群。可通过修改 application.yaml 配置文件的 yudao.websocket.sender-type 来切换,如下:
yudao:
websocket:
enable: true # websocket的开关
path: /infra/ws # 路径
sender-type: redis # 消息发送的类型,可选值为 local、redis、rocketmq、kafka、rabbitmq
sender-rocketmq:
topic: ${spring.application.name}-websocket # 消息发送的 RocketMQ Topic
consumer-group: ${spring.application.name}-websocket-consumer # 消息发送的 RocketMQ Consumer Group
sender-rabbitmq:
exchange: ${spring.application.name}-websocket-exchange # 消息发送的 RabbitMQ Exchange
queue: ${spring.application.name}-websocket-queue # 消息发送的 RabbitMQ Queue
sender-kafka:
topic: ${spring.application.name}-websocket # 消息发送的 Kafka Topic
consumer-group: ${spring.application.name}-websocket-consumer # 消息发送的 Kafka Consumer Group
另外,默认的 WebSocket 连接地址是 ws://127.0.0.1:48080/infra/ws,可通过 yudao.websocket.path 配置项进行修改。

# 2. 使用方案 ​

目前有 2 种使用方案,分别是:

方案名上行下行
方案一:纯 WebSocketWebSocketWebSocket
方案二:WebSocket + HTTPHTTPWebSocket
疑问:什么是上行?什么是下行?
  • 上行:指的是“前端”发送消息给“后端”,WebSocket 和 HTTP 都可以。
  • 下行:指的是“后端”发送消息给“前端”,只能使用 WebSocket。 友情提示:下文中提到的所有配置,项目都已经配置好。你只需要按照下文的步骤,进行调试即可,了解每个配置的作用即可。

# 2.1 方案一:纯 WebSocket ​

WebSocket 测试界面

  • 前端:见 [基础设施 -> WebSocket 测试] 菜单,对应 /views/infra/websocket/index.vue 界面
  • 后端:见 yudao-module-infra 模块,对应 DemoWebSocketMessageListener 监听器 基于 WebSocket 实现的单聊和群聊,暂时不支持消息的持久化(刷新后,消息会消息)。建议,多多调试,更好的理解 WebSocket 流程。

# 2.1.1 后端代码 ​

① 在 yudao-module-infra 模块的 pom.xml 文件中,引入 yudao-spring-boot-starter-websocket 依赖。如下所示: cn.iocoder.boot yudao-spring-boot-starter-websocket ② 新建 DemoWebSocketMessageListener 类,实现对应消息的处理。如下图所示: 图片纠错:最新版本不区分 yudao-module-infra-api 和 yudao-module-infra-biz 子模块,代码直接合并到 yudao-module-infra 模块的 src 目录下,更适合单体项目 DemoWebSocketMessageListener 类

# 2.1.2 前端代码 ​

① 建立 WebSocket 连接,如下图所示: WebSocket 连接 ② 发送 WebSocket 消息,如下图所示: WebSocket 发送消息 ③ 接收 WebSocket 消息。如下图所示: WebSocket 接收消息

# 2.2 方案二:WebSocket + HTTP ​

公告通知

  • 前端:见 [系统管理 -> 消息中心 -> 通知公告] 菜单,对应 /views/system/notice/index.vue 界面的【推送】按钮
  • 后端:见 yudao-module-system 模块,对应 DemoWebSocketMessageListener 监听器 点击某条公告的【推送】按钮,仅仅推送给所有在线用户。由于 WebSocket 目前暂时没全局建立,所以还是使用 [基础设施 -> WebSocket 测试] 菜单演示。如下图所示: 公告通知的推送

# 2.2.1 后端代码 ​

【相同】① 在 yudao-module-infra 模块的 pom.xml 文件中,引入 yudao-spring-boot-starter-websocket 依赖。 【不同】② 在 yudao-module-system 模块的 pom.xml 文件中,引入 yudao-module-infra 依赖。如下所示: cn.iocoder.boot yudao-module-infra ${revision} 【不同】③ 在 yudao-module-system 模块,在 NoticeController 类中,新建 #push(...) 方法,用于推送公告消息。如下图所示: NoticeController 推送 本质上,它替代了方案一的 DemoWebSocketMessageListener 类,走 HTTP 上行消息,替代 WebSocket 上行消息。 疑问:WebSocketSenderApi 是什么? 它是由 yudao-module-infra 对 WebSocketMessageSender 的封装,因为只有它(yudao-module-infra)可以访问到 WebSocketMessageSender 的实现类,所以需要通过 API 的方式,暴露给其它模块使用。 这也是为什么 yudao-module-system 模块,需要引入 yudao-module-infra-api 依赖的原因。

# 2.2.2 前端代码 ​

【相同】① 建立 WebSocket 连接,和方案一相同,不重复截图。 【不同】② 发送 HTTP 消息,如下图所示: HTTP 发送消息 本质上,它替代了方案一的 WebSocket 上行消息,走 HTTP 上行消息。 【相同】③ 接收 WebSocket 消息,和方案一相同,不重复截图。

# 2.3 如何选择? ​

我个人是倾向于方案二的,使用 HTTP 上行消息,使用 WebSocket 下行消息。原因如下: ① yudao-module-infra 扮演一个 WebSocket 服务的角色,可以通过它来主动发送(下行)消息给前端。这样,未来如果使用 MQTT 中间件(例如说,EMQX、阿里云 MQTT、腾讯云 MQTT 等)替换现有 WebSocket 也比较方便。 ② HTTP 上行消息,相比 WebSocket 上行消息来说,更加方便,也比较符合我们的编码习惯。 ③ 在微服务架构下,多个服务是拆分开的,无法提供相同的 WebSocket 连接。例如说,yudao-module-infra 和 yudao-module-system 两个服务都需要有 WebSocket 推送能力时,需要前端分别连接它们两个服务。 考虑到 ruoyi-vue-pro 和 yudao-cloud 架构的统一性,还是只让 yudao-module-infra 提供 WebSocket 服务:

  • 前端连接 yudao-module-infra 的 WebSocket 服务,其它服务通过 yudao-module-infra 下行消息。
  • 前端 HTTP 上行消息时,还是通过 HTTP 调用各个服务。 ps:如果你只用 ruoyi-vue-pro 单体架构,不会存在 ③ 的困扰,方案一也没问题。

# 3. 实战案例 ​

① 《商城 —— 在线客服》 one more thing~ 后续我们会使用 WebSocket 实现 IM 即时通信功能,敬请期待。

# 666. 社区贡献相关 ​

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