Tomcat 7 中的 WebSocket

转自：http://www.open-open.com/news/view/1b01d43

在Tomcat7.0.27版本中，apache给出了WebSocket的实现，这项功能是很多Tomcat用户一直期望的，而如今，这项功能有了。现在上我们简单的看一下什么是WebSockets，WebSockets有什么特性和限制，以及Tomcat7如何实现的。

什么是WebSockets?

WebSocket是下一代web通信的协议，他有以下特点：
·整页重新加载
·使用Ajax处理重新加载组件
· Comet 通信
类似于AJAX，但在服务器上不长时间持有线程。
TCP双向通信

上面罗列的每一种特性都有优点和缺点，Tomcat6使用Comet处理机制通过HTTP实现了双向通信。这种实现允许异步事件驱动和双向通信，但是这种实现有一些限制：
·由于HTTP是基于请求/相应的，不是一个双向协议，代理和其他的中介机制可能无法正常运行，而且在任何特定的时间点，只能单向传输。
·对于服务器端开发者来说，引入多线程开发模型会变得更加困难。
·由于不是标准的API，会导致没有统一接口。

Servlet3.0引入了一个新的功能叫做异步servlet，Servlet 接收到请求之后，可能首先需要对请求携带的数据进行一些预处理；接着，Servlet 线程将请求转交给一个异步线程来执行业务处理，线程本身返回至容器，此时 Servlet 还没有生成响应数据，异步线程处理完业务以后，可以直接生成响应数据（异步线程拥有 ServletRequest 和ServletResponse 对象的引用），或者将请求继续转发给其它 Servlet。如此一来， Servlet 线程不再是一直处于阻塞状态以等待业务逻辑的处理，而是启动异步线程之后可以立即返回。
这个特性要比tomcat的comet处理机制强大。而这是一个标准的Servlet API，在其基础上建立通用开发框架是非常容易的。
异步的servlet虽然解决了一部分网络通信的需求，但是由于其缺乏双向通信的支持，使其的适用范围仍然有限。

WebSocket是另外一种尝试通过HTTP支持异步、事件驱动和双向通信的规范协议。其标准化的一个形式是JavaScript API。现在缺乏一个标准的服务器端API，Servlet3.1的专家小组正在积极的研究对此的一些基层的支持，这也是我写这篇文章的原因。
WebSocket 是否将演变成一个完整完备的WebSocket API仍有待观察。在此期间主要的的Servlet容器都只是支持非标准的API，Tomcat也不例外。

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WebSocket给我们带来了什么？

现在让我们来了解一下一个WebSocket 实现给我们带来了什么？

·通过HTTP端口实现的upgrading/switching协议双向通信。
·以消息或者帧的方式通信。
·可以在稍作调整的代理或者其他的中介机制下工作。

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WebSocket看起来是什么样的？

从协议层面上看，WebSocket在HTTP协议的基础上使用“”Upgrade:WebSocket ”将HTTP协议升级为WebSocket协议。这使得代理可以通过一些调整得以良好支持。一个WebSocket请求看起来如下：

1	GET /chat HTTP/1.1

2	Host: server.example.com

3	Upgrade: websocket

4	Connection: Upgrade

5	Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==

6	Origin: http://example.com[/code]

7	Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat

8	Sec-WebSocket-Version: 13

要理解这个“Connection:upgrade ”请求头请看服务器端返回的response包含如下信息：

1	HTTP/1.1 101

2	Switching Protocols

3	Upgrade: websocket

4	Connection: Upgrade

5	Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=

现在表明协议转换得到了许可，在此握手完成后，服务器和客户端就脱离请求/应答模式，开始以socket方式彼此独立的通信。
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WebSocket解决了之前comet实现的所有限制么？

简单的回答：没有。第一，代理和中介机制在不做出调整的情况下可能仍然无法工作，所以在广域网（WAN）部署是有问题的。第二、现在仍然没有标准的JavaAPI支持它。然而WebSocket会在周围的舆论压力下逐渐解决这些问题。
另外需要注意的一点就是，每一个HTTP/TCP连接都需要初始握手，并引入一个双向的消息往返，甚至是在你发送或者接受 WebSocket协议数据之前。如果你忽视这点，这些很短的影响也会使你的WebSocket开销变得很大。不过总的来讲，WebSocket仍然是客户端与服务器之间长连接的理想解决办法。
一个好消息是，WebSocket比其他之前尝试强化Web通信的解决办法得到了更多关注，尤其是客户端方面和跨语言支持方面，这也使得WebSocket收益很多，正在快速成长。WebSocket的另一个关于双向通信的竞争对手是SPDY，而Tomcat对SPDY的支持也正在开发中。

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总结

WebSocket的双向通信是直接通过HTTP实现的。WebSocket API是HTML5规范的一部分，目前为止，由于规范只是草案，不同的服务器实现不同，支持也会有差异。开发WebSocket会有一定的风险，因为 Java的API尚未标准化。此外，WebSocket可能无法良好的在代理和中介机制下工作。但重要的是WebSocket利用HTTP的协议升级，完成了请求/响应到TCP连接的转换。这就给未来的代理机制了一个选择，可以选择在广域网支持WebSocket与否。
Tomcat7.0.27是Tomcat发布的第一个支持WebSocket的版本。