30分钟学会反向Ajax
场景1：当有新邮件的时候，网页自动弹出提示信息而无需用户手动的刷新收件箱。
场景2：当用户的手机扫描完成页面中的二维码以后，页面会自动跳转。
场景3：在类似聊天室的环境中有任何人发言，所有登录用户都可以即时看见信息。
与传统的MVC模型请求必须从客户端发起由服务器响应相比，使用反向Ajax能够模拟服务器端主动向客户端推送事件从而提高用户体验。本文将分两个部分讨论反向Ajax技术，包括：Comet和WebSocket。文章旨在演示如何实现以上两种技术手段，Struts2或SpringMVC中的应用并未涉及。此外，Servlet的配置也采用注解的方式，相关知识大家可以参考其它资料。
一、Comet（最佳的兼容手段）
Comet本质上则是这样的一种概念：能够从服务器端向客户端发送数据。在一个标准的 HTTP Ajax 请求中，数据是发送给服务器端的，反向 Ajax 以某些特定的方式来模拟发出一个 Ajax 请求，这样的话，服务器就可以尽可能快地向客户端发送事件。由于普通HTTP请求往往会伴随页面的跳转，而推送事件则需要浏览器停留在同一个页面或者框架下，因此Comet的实现只能够通过Ajax来完成。
它的实现过程如下：页面加载的时候随即向服务器发送一条Ajax请求，服务器端获取请求并将它保存在一个线程安全的容器中（通常为队列）。同时服务器端仍然可以正常响应其他请求。当需要推送的事件到来的时候，服务器遍历容器中的请求在返回应答后删除。于是所有停留在页面中的浏览器都会获得该应答，并再次发送Ajax请求，重复上述过程。
<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
pageEncoding="UTF-8"%>
<%
String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme() + "://" + request.getServerName() + ":" + request.getServerPort()
+ path + "/";
%>
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<base href="<%=basePath%>">
<head>
<title>WebSocket</title>
<script type="text/javascript" src="static/jquery-1.9.1.min.js"></script>
<script type="text/javascript">
$(function() {
connect();
$("#btn").click(function() {
var value = $("#message").val();
$.ajax({
url : "longpolling?method=onMessage&msg=" + value,
cache : false,
dataType : "text",
success : function(data) { }
});
});
});
function connect() {
$.ajax({
url : "longpolling?method=onOpen",
cache : false,
dataType : "text",
success : function(data) {
connect();
alert(data);
}
});
}
</script>
</head>
<body>
<h1>LongPolling</h1>
<input type="text" id="message" />
<input type="button" id="btn" value="发送" />
</body>
</html>
我们注意到，由btn发送的请求其实并不需要获取应答。整个过程的关键是需要客户端始终让服务器保持connect()的请求。而服务器端首先需要支持这种异步的响应方式，幸运的是目前为止绝大部分的Servlet容器都已经提供了良好的支持。下面以Tomcat为例：
package servlet; import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue; import javax.servlet.AsyncContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse; @WebServlet(value="/longpolling", asyncSupported=true)
public class Comet extends HttpServlet {
private static final Queue<AsyncContext> CONNECTIONS = new ConcurrentLinkedQueue<AsyncContext>(); @Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
String method = req.getParameter("method");
if (method.equals("onOpen")) {
onOpen(req, resp);
} else if (method.equals("onMessage")) {
onMessage(req, resp);
}
} private void onOpen(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
AsyncContext context = req.startAsync();
context.setTimeout(0);
CONNECTIONS.offer(context);
} private void onMessage(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
String msg = req.getParameter("msg");
broadcast(msg);
} private synchronized void broadcast(String msg) {
for (AsyncContext context : CONNECTIONS) {
HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) context.getResponse();
try {
PrintWriter out = response.getWriter();
out.print(msg);
out.flush();
out.close();
context.complete();
CONNECTIONS.remove(context);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
} }
ConcurrentLinkedQueue是Queue队列的一个线程安全实现，这里使用它来作为保存请求的容器。AsyncContext是Tomcat支持的异步环境，不同的服务器使用的对象也略有不同。Jetty支持的对象是Continuation。完成了广播的请求需要通过context.complete()将相关请求结束，并使用CONNECTIONS.remove(context)删除队列。
二、WebSocket（来自HTML5的支持）
使用 HTTP 长轮询的 Comet 是可靠地实现反向 Ajax 的最佳方式，因为现在所有浏览器都提供了这方面的支持。
WebSockets 在 HTML5 中出现，是比 Comet 更新的反向 Ajax 技术。WebSockets 支持双向、全双工通信信道，而且许多浏览器（Firefox、Google Chrome 和 Safari）也支持它。连接通过 HTTP 请求（也称为 WebSockets 握手）和一些特殊的标头 (header)。连接一直处于激活状态，您可以用 JavaScript 编写和接收数据，正如您使用原始 TCP 套接字一样。
通过输入 ws:// 或 wss://（在 SSL 上）启动 WebSocket URL。如图：
首先：WebSockets并非在所有浏览器上都能获得良好的支持，显然IE又拖了后腿。因此当你打算使用这项技术之前必须考虑到用户的使用环境，如果你的项目面向的是互联网或者包括手机端用户，奉劝大家三思。
其次：WebSockets提供的请求区别于普通的HTTP请求，它是一种全双工通信且始终处于激活状态（如果你不去关闭它的话）。这就意味着你不用每次获得应答后再次向服务器发送请求，这样可以节约大量的资源。
<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
pageEncoding="UTF-8"%>
<%
String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme() + "://" + request.getServerName() + ":" + request.getServerPort()
+ path + "/";
String ws = "ws://" + request.getServerName() + ":" + request.getServerPort() + path + "/";
%>
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<base href="<%=basePath%>">
<head>
<title>WebSocket</title>
<script type="text/javascript" src="static/jquery-1.9.1.min.js"></script>
<script type="text/javascript">
$(function() {
var websocket = null;
if ("WebSocket" in window){
websocket = new WebSocket("<%=ws%>websocket");
} else {
alert("not support");
}
websocket.onopen = function(evt) {
} websocket.onmessage = function(evt) {
alert(evt.data);
} websocket.onclose = function(evt) {
} $("#btn").click(function() {
var text = $("#message").val();
websocket.send(text);
});
});
</script>
</head>
<body>
<h1>WebSocket</h1>
<input type="text" id="message" />
<input type="button" id="btn" value="发送"/>
</body>
</html>
JQuery对WebSocket还未提供更良好的支持，因此我们必须使用Javascript来编写部分代码（好在并不复杂）。并且打部分常见的服务器都可以支持ws请求，以Tomcat为例。在6.0版本中WebSocketServlet对象已经被标注为@java.lang.Deprecated，7.0以后的版本支持jsr365提供的实现，因此你必须使用注解来完成相关配置。
package servlet; import java.io.IOException;
import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue; import javax.websocket.OnClose;
import javax.websocket.OnMessage;
import javax.websocket.OnOpen;
import javax.websocket.Session;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint; @ServerEndpoint("/websocket")
public class WebSocket {
private static final Queue<WebSocket> CONNECTIONS = new ConcurrentLinkedQueue<WebSocket>();
private Session session; @OnOpen
public void onOpen(Session session) {
this.session = session;
CONNECTIONS.offer(this);
} @OnMessage
public void onMessage(String message) {
broadcast(message);
} @OnClose
public void onClose() {
CONNECTIONS.remove(this);
} private synchronized void broadcast(String msg) {
for (WebSocket point : CONNECTIONS) {
try {
point.session.getBasicRemote().sendText(msg);
} catch (IOException e) {
CONNECTIONS.remove(point);
try {
point.session.close();
} catch (IOException e1) { }
}
}
}
}
三、总结（从请求到推送）
在传统通信方案中，如果系统 A 需要系统 B 中的信息，它会向系统 B 发送一个请求。系统 B 将处理请求，而系统 A 会等待响应。处理完成后，会将响应发送回系统 A。在同步 通信模式下，资源使用效率比较低，这是因为等待响应时会浪费处理时间。
在异步 模式下，系统 A 将订阅它想从系统 B 中获取的信息。然后，系统 A 可以向系统 B 发送一个通知，也可以立即返回信息，与此同时，系统 A 可以处理其他事务。这个步骤是可选的。在事件驱动应用程序中，通常不必请求其他系统发送事件，因为您不知道这些事件是什么。在系统 B 发布响应之后，系统 A 会立即收到该响应。
Web 框架过去通常依赖传统 “请求-响应” 模式，该模式会导致页面刷新。随着 Ajax、Reverse Ajax 以及 WebSocket 的出现，现在可以将事件驱动架构的概念轻松应用于 Web，获得去耦合、可伸缩性和反应性 (reactivity) 等好处。更良好的用户体验也会带来新的商业契机。
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