JavaWeb 开发进阶指南：WebSocket 实现与会话管理深度解析

JavaWeb 开发进阶指南：WebSocket 实现与会话管理深度解析

前言

在掌握了 JavaWeb 开发的基础知识后，深入学习一些高级知识点不仅能提升开发技能，还能为打造更复杂、高效的 Web 应用提供强大支持。本文将聚焦于 WebSocket 的实现细节以及会话 (Session) 管理这一核心主题，带你领略 JavaWeb 开发中的关键进阶技术。

WebSocket 实现

WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议，它允许服务器主动向客户端推送数据，打破了传统 HTTP 协议的请求 - 响应模式，是实现实时通信的关键技术之一。

传统 HTTP 协议的局限性

在 WebSocket 出现之前，我们主要依赖轮询、长轮询等技术实现伪实时通信。轮询是客户端定期向服务器发送请求，询问是否有新数据；长轮询则是服务器在有新数据前一直保持请求挂起。这两种方式都存在弊端，轮询会频繁发送请求导致服务器压力大，长轮询在等待期间会占用服务器资源。

WebSocket 协议原理

WebSocket 协议在建立连接时，使用 HTTP 协议进行握手。握手成功后，协议就从 HTTP 升级为 WebSocket 协议。此后，客户端和服务器就可以互相主动发送数据，且数据是以帧的形式传输的，这使得数据传输更加高效。

WebSocket 的交互流程

1. 握手阶段 客户端通过发送一个特殊的 HTTP 请求到服务器，请求将连接升级为 WebSocket 协议。请求中包含了 Upgrade: websocket、Connection: Upgrade 等首部信息，以及一个 sec - websocket - key，用于验证握手。 服务器收到请求后，验证客户端的请求是否有效。验证通过后，返回一个 HTTP 101 状态码，表示切换协议，并在响应头中包含 sec - websocket - accept，它是对客户端提供的 sec - websocket - key 进行处理后生成的，用于确认握手。

2. 数据传输阶段 握手完成后，双方就可以通过这个连接自由地发送消息。WebSocket 支持发送两种类型的数据：文本数据和二进制数据。服务器可以主动推送消息给客户端，客户端也可以随时发送消息给服务器，真正实现了双向通信。

3. 关闭连接阶段 当一方需要关闭连接时，会发送一个关闭握手的帧，通知对方准备关闭连接。双方在收到关闭帧后，会进行相应的清理工作，并真正断开连接。

Java 中实现 WebSocket

1. 引入依赖 在使用 Java 实现 WebSocket 时，常用的是 Java EE 提供的 javax.websocket 包。如果项目是基于 Java EE 的，一般不需要额外引入依赖，如果是使用 Spring Boot 等框架，需要引入如下依赖（Maven 格式）：