"SpringBoot+SSE：构建实时通信网络的实践"

场景+解决方案

近期因为想对接 ChatGpt，加上在公司项目中，也有用到服务器向前端实时推送消息的场景。如果使用常规的 Http 请求方式，页面等待时间比较久，在用户体验上非常差劲，所以研究了使用消息推送相关的技术，今天写一下自己的心得和总结。

什么是 SSE

Server-Sent Events（SSE）是一种用于实现服务器向客户端实时推送数据的Web技术。与传统的轮询和长轮询相比，SSE提供了更高效和实时的数据推送机制。

SSE基于HTTP协议，允许服务器将数据以事件流（Event Stream）的形式发送给客户端。客户端通过建立持久的HTTP连接，并监听事件流，可以实时接收服务器推送的数据。

SSE的主要特点包括：

简单易用：SSE使用基于文本的数据格式，如纯文本、JSON等，使得数据的发送和解析都相对简单。

单向通信：SSE支持服务器向客户端的单向通信，服务器可以主动推送数据给客户端，而客户端只能接收数据。

实时性：SSE建立长时间的连接，使得服务器可以实时地将数据推送给客户端，而无需客户端频繁地发起请求。

SSE与WebSocket的比较

了解 WebSocket 的同学应该知道它是一种较早就存在的用于实现实时双向通信的Web技术，服务端与客户端可以长链接互发消息。那么为什么有了 webscoket 还要搞出一个 sse 呢？既然存在，必然有着它的优越之处。

SSE	websocket
基于 http 协议	websocket 协议
轻量，使用简单	相对复杂
默认支持断线重连	需要自己实现断线重连
文本传输	二级制传输
提供方法支持自定义的消息类型
一对一推送事件的场景	适用于需要实时双向交互的场景
比较新	传统

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调研发现，有两种实时通信技术供我选择：websocket 和 SSE 。进一步学习了解后知道， SSE是基于http协议 ，无需导入其他依赖，特点是服务端主动单向的给客户端推送消息，适合浏览器端只做数据接收。而websocket特点是客户端和服务端实现双工通信（双向） ，多用于即时通信。基于我们项目的特点，我选择了Sse。而且springboot还整合了sse类名SseEmitter,使用简单方便，服务端推送消息我们采用SSE方式进行推送。

进行SSE实时数据推送时的注意点

异步处理：由于SSE是基于长连接的机制，推送数据的过程是一个长时间的操作。为了不阻塞服务器线程，推荐使用异步方式处理SSE请求。您可以在控制器方法中使用@Async注解或使用CompletableFuture等异步编程方式。
超时处理：SSE连接可能会因为网络中断、客户端关闭等原因而发生超时。为了避免无效的连接一直保持在服务器端，您可以设置超时时间并处理连接超时的情况。可以使用SseEmitter对象的setTimeout()方法设置超时时间，并通过onTimeout()方法处理连接超时的逻辑。
异常处理：在实际应用中，可能会出现一些异常情况，如网络异常、推送数据失败等。您可以使用SseEmitter对象的completeWithError()方法将异常信息发送给客户端，并在客户端通过eventSource.onerror事件进行处理。
内存管理：使用SseEmitter时需要注意内存管理，特别是在大量并发连接的情况下。当客户端断开连接时，务必及时释放SseEmitter对象，避免造成资源泄漏和内存溢出。
并发性能：SSE的并发连接数可能会对服务器的性能造成影响。如果需要处理大量的并发连接，可以考虑使用线程池或其他异步处理方式，以充分利用服务器资源。
客户端兼容性：虽然大多数现代浏览器都支持SSE，但仍然有一些旧版本的浏览器不支持。在使用SSE时，要确保您的目标客户端支持SSE，或者提供备用的实时数据推送机制。

这些注意点将有助于我们正确和高效地使用SseEmitter进行SSE实时数据推送。根据具体的应用需求和实际情况进行调整和优化。

在实际生产应用中，在处理SSE连接时，您可以进行适当的限流和安全控制，以防止滥用和恶意连接的出现。以确保我们服务器的稳定性、安全性和性能。

在Spring Boot中使用SSE的场景案例

这里我们模拟使用 AI 聊天来SSE的数据推送，为了方便实验，ai 的返回数据会用一个 ArrayList 代替，不是真实去访问接口。

开发环境版本说明：

markdown 复制代码

    springboot 2.7.8
    jdk8
    maven3.6.3
    swagger3.0.0

先看代码结构图，后面的代码放到对应的位置

springboot的初始化，我们在这里不做过多赘述。为了照顾所有人，后面出一片文章，专门给大家介绍springboot框架的初始化，请关注！框架中的TestController是我写的一个测试文件，可以不用去管

引入maven依赖

SseEmitter 包含在 spring-webmvc 包中，如果是 spring boot 项目，确定已经引入了如下依赖即可；但是为了方便大家查看，本次还整合了 swagger 接口文档，

xml 复制代码

    <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
                <scope>test</scope>
            </dependency>
            <!-- springfox-boot-starter -->
            <dependency>
                <groupId>io.springfox</groupId>
                <artifactId>springfox-boot-starter</artifactId>
                <version>3.0.0</version>
            </dependency>
            <!-- springfox-swagger-ui -->
            <dependency>
                <groupId>com.github.xiaoymin</groupId>
                <artifactId>knife4j-spring-boot-starter</artifactId>
                <version>3.0.3</version>
            </dependency>

配置 SwaggerConfig

less 复制代码

    @Configuration
    @EnableOpenApi
    @EnableKnife4j
    public class SwaggerConfig implements WebMvcConfigurer {
    
        /**
         * Docket类是Swagger的配置类，要自定义修改 Swagger 的默认配置信息，我们需要覆盖该对象
         *
         */
        @Bean
        public Docket docket(){
            //1.以OAS_30标准构建Docket配置类
            return new Docket(DocumentationType.OAS_30)
                    //2.配置Swagger接口文档基本信息apiInfo
                    .apiInfo(apiInfo())
                    //3.select方法开启配置扫描接口的Builder
                    .select()
                    //4.指定要扫描/维护接口文档的包（否则就全部扫描）
                    .apis(RequestHandlerSelectors.basePackage("ydcode.controller"))
                    //5.路径过滤：该Docket-UI展示时，只展示指定路径下的接口文档(any表示都展示)
                    .paths(PathSelectors.any())
                    .build();
        }
    
        /**
         * 配置 Swagger 接口文档的基本信息
         */
        private ApiInfo apiInfo(){
            return new ApiInfoBuilder()
                    //接口文档标题
                    .title("云端源想接口文档")
                    //接口文档描述内容
                    .description("云端源想")
                    //项目文档迭代版本
                    .version("1.0")
                    //主要联系人信息（姓名name，个人主页url，邮箱email）
                    .contact(new Contact("云端源想接口文档","", ""))
                    //lisence
                    .license("云端源想")
                    //接口服务地址 根据自己的地址填写
    //                .termsOfServiceUrl("http://localhost:端口号/swagger-ui/index.html")
                    .termsOfServiceUrl("http://localhost:端口号/doc.html")
                    //返回构建的ApiInfo对象
                    .build();
        }
    
    }

使用 SseEmitter

Controller 接口代码如下，先同步返回一个建立的 SseEmitter 连接给客户端，然后在异步线程中进行数据推送。为了防止串流以及后续支持客户端主动停止推流，每次请求携带唯一的客户端id。

less 复制代码

    @Api(value = "sse", tags = {"sse接口文档"})
    @RestController
    public class SseController {
        @Resource
        private SseService sseService;
    
        @GetMapping(value = "sse/{clientId}", produces = {MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE})
        @ApiOperation(value = " 建立连接")
        public SseEmitter test(@PathVariable("clientId") @ApiParam("客户端 id") String clientId, @RequestParam String message) {
            final SseEmitter emitter = sseService.getConn(clientId);
            CompletableFuture.runAsync(() -> {
                try {
                    sseService.send(clientId, message);
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println("推送数据异常");
                }
            });
    
            return emitter;
        }
    
        @GetMapping("closeConn/{clientId}")
        @ApiOperation(value = " 关闭连接")
        public String closeConn(@PathVariable("clientId") @ApiParam("客户端 id") String clientId) {
            sseService.closeConn(clientId);
            return "连接已关闭";
        }
    
    }

Sevice 层实现类相关代码如下
这里只显示了实现类的代码，需要自己去创建一个service接口，完成接口内方法的编写哦。（这种如果不会，私我）

typescript 复制代码

    @Service
    public class SseServiceImpl implements SseService {
        private static final Map<String, SseEmitter> SSE_CACHE = new ConcurrentHashMap<>();
    
    
        @Override
        public SseEmitter getConn(@NotBlank String clientId) {
            final SseEmitter sseEmitter = SSE_CACHE.get(clientId);
    
            if (sseEmitter != null) {
                return sseEmitter;
            } else {
                // 设置连接超时时间，需要配合配置项 spring.mvc.async.request-timeout: 600000 一起使用
                final SseEmitter emitter = new SseEmitter(600_000L);
                // 注册超时回调，超时后触发
                emitter.onTimeout(() -> {
                    System.out.println("连接已超时，正准备关闭，clientId = "+clientId);
                    SSE_CACHE.remove(clientId);
                });
                // 注册完成回调，调用 emitter.complete() 触发
                emitter.onCompletion(() -> {
                    System.out.println("连接已关闭，正准备释放，clientId = "+clientId);
                    SSE_CACHE.remove(clientId);
                    System.out.println("连接已释放，clientId = " +clientId);
                });
                // 注册异常回调，调用 emitter.completeWithError() 触发
                emitter.onError(throwable -> {
                    System.out.println("连接已异常，正准备关闭，clientId = "+ clientId+"==>"+ throwable);
                    SSE_CACHE.remove(clientId);
                });
    
                SSE_CACHE.put(clientId, emitter);
    
                return emitter;
            }
        }
    
        /**
         * 模拟类似于 chatGPT 的流式推送回答
         *
         * @param clientId 客户端 id
         */
        @Override
        public void send(@NotBlank String clientId, @NotBlank String message) {
            final SseEmitter emitter = SSE_CACHE.get(clientId);
    
            //模拟推送数据
            ArrayList<String> replyList = new ArrayList<>();
    
            replyList.add("你的问题是："+message);
            replyList.add("Vue.js 是一款用于构建用户");
            replyList.add("界面的渐进式框架。");
            replyList.add("与其他大型框架不同的是，");
            replyList.add("Vue被设计为可以自底向上逐层应用。<br>");
            replyList.add("Vue的核心库只");
            replyList.add("关注视图层，");
            replyList.add("不仅易于上手，还便于与第三方库或既有项目整合。");
            replyList.add("[DONE]");
            // 推流内容到客户端
    
                replyList.forEach(item -> {
                    System.out.println("正在推流：" + item);
                    try {
                        emitter.send(item);
                    } catch (IOException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                });
    
            // 结束推流
            emitter.complete();
        }
    
        @Override
        public void closeConn(@NotBlank String clientId) {
            final SseEmitter sseEmitter = SSE_CACHE.get(clientId);
            if (sseEmitter != null) {
                sseEmitter.complete();
            }
        }
    
    }

跨域方案解决-使用配置文件

在测试过程中可能会出现接口调用跨域报错，所以使用了配置代码的方式，解决跨域问题，以下是代码

java 复制代码

    @Configuration
    public class CorsConfig {
    
        @Bean
        public FilterRegistrationBean crosFilter() {
    
            UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
    
            CorsConfiguration cros = new CorsConfiguration();
    
            cros.setAllowCredentials(false);
    
            cros.addAllowedOrigin("*");
    
            cros.addAllowedHeader("*");
    
            cros.addAllowedMethod("*");
    
            source.registerCorsConfiguration("/**", cros);
    
            FilterRegistrationBean bean = new FilterRegistrationBean(new CorsFilter(source));
    
            bean.setOrder(0);
    
            return bean;
        }
    }

客户端代码

最后我们来看看如何展示吧。我们的前端 index.html 代码放在 resources 的，大家如果要运行直接点击使用浏览器打开即可