Spring Boot 后端实现 WebSocket

依赖导入

[使用 @ServerEndpoint 创建 WebSocket 端点](#使用 @ServerEndpoint 创建 WebSocket 端点)

[WebSocket 生命周期方法](#WebSocket 生命周期方法)

[Session 管理（保存在线用户）](#Session 管理（保存在线用户）)

群发与单发消息实现

实战练习

本文目标：能在 Spring Boot 中编写一个简单的 WebSocket 服务端

依赖导入

在 Spring Boot 项目中导入 WebSocket 依赖

Spring Boot 自带了对 WebSocket 的官方支持，只需添加一行依赖即可。

1. Maven 依赖

在 pom.xml 中加入：

XML 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>

这个 starter 会自动引入 spring-websocket 和 spring-messaging，能使用两种实现方式：

Javax 标准注解版（@ServerEndpoint）

Spring 原生配置版（WebSocketHandler）

2. 可选依赖（若用 STOMP 或 SockJS）

暂时不用，但以后可加：

XML 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-messaging</artifactId>
</dependency>

3. 启动类要求

Spring Boot 启动类无需特别修改，只要正常启动即可。

例如：

java 复制代码

@SpringBootApplication
public class WebSocketDemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(WebSocketDemoApplication.class, args);
    }
}

使用 @ServerEndpoint 创建 WebSocket 端点

这是最常见也最直观的写法，底层基于 Java EE 的 WebSocket 标准 API（JSR 356）

Spring Boot 会自动扫描带 @ServerEndpoint 注解的类并注册成 WebSocket 端点。

注册端点 = 服务器对外开放了一个「实时通信接口」，客户端能主动连上来，之后双方想发消息就发，不用反复建立连接。

没注册的类，服务器不知道它是一个WebSocket 通信接口，不会把客户端的 WebSocket 连接路由到这个类。

1. 启用 @ServerEndpoint 支持

因为 @ServerEndpoint 来自 Javax 包，需要在配置类中启用 WebSocket 支持。

在项目中新建配置类，例如：

java 复制代码

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.server.standard.ServerEndpointExporter;

@Configuration
public class WebSocketConfig {

    /**
     * 用于扫描和注册所有带 @ServerEndpoint 的 Bean
     */
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

2. 创建一个简单的 WebSocket 服务端

在项目中新增一个类，例如：

java 复制代码

import jakarta.websocket.OnClose;
import jakarta.websocket.OnError;
import jakarta.websocket.OnMessage;
import jakarta.websocket.OnOpen;
import jakarta.websocket.Session;
import jakarta.websocket.server.ServerEndpoint;
import org.springframework.stereotype.Component;

@ServerEndpoint("/ws/chat")
@Component
public class ChatEndpoint {

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        System.out.println("🟢 新连接建立：" + session.getId());
    }

    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        System.out.println("📩 收到消息：" + message + "（来自 " + session.getId() + "）");
    }

    @OnClose
    public void onClose(Session session) {
        System.out.println("🔴 连接关闭：" + session.getId());
    }

    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable throwable) {
        System.out.println("⚠️ 出现错误：" + session.getId());
        throwable.printStackTrace();
    }
}

3. 启动项目后访问

启动 Spring Boot 项目后，WebSocket 端点地址为：

bash 复制代码

ws://localhost:8080/ws/chat

现在可以用浏览器控制台或 VSCode WebSocket 插件连接这个地址来测试通信。

使用 const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080/ws/chat');在浏览器测试

WebSocket 生命周期方法

WebSocket 端点类中的 4 个核心注解方法（@OnOpen、@OnMessage、@OnClose、@OnError）

控制了从连接建立到断开的整个生命周期。

（1）@OnOpen 客户端连接时触发

java 复制代码

@OnOpen
public void onOpen(Session session) {
    System.out.println("🟢 新连接建立：" + session.getId());
}

触发时机：

浏览器或客户端调用 new WebSocket("ws://...") 连接成功后立即触发

常用场景：

向客户端发送欢迎消息

把 Session 对象加入到在线用户集合中（后面群发要用）

记录在线人数或用户状态

（2）@OnMessage 收到消息时触发

java 复制代码

@OnMessage
public void onMessage(String message, Session session) {
    System.out.println("📩 收到消息：" + message + "（来自 " + session.getId() + "）");
}

触发时机：

当客户端通过 ws.send("xxx") 发送消息时触发。

常用场景：

打印或处理收到的消息

实现业务逻辑（如聊天转发、命令执行）

调用 session.getBasicRemote().sendText() 回复客户端

（3）@OnClose 连接关闭时触发

java 复制代码

@OnClose
public void onClose(Session session) {
    System.out.println("🔴 连接关闭：" + session.getId());
}

触发时机：

客户端主动调用 ws.close()；

网络中断或异常断开

服务端主动关闭连接

常用场景：

从在线用户集合中移除该 Session

广播"某某离开聊天室"的系统通知

清理资源

（4）@OnError 通信出错时触发

java 复制代码

@OnError
public void onError(Session session, Throwable throwable) {
    System.out.println("⚠️ 出错：" + session.getId());
    throwable.printStackTrace();
}

触发时机：

网络异常、编码异常、消息格式错误等情况

常用场景：

打印日志定位问题

通知管理员或客户端错误信息

5. 方法触发顺序（生命周期流程图）

java 复制代码

客户端连接 → @OnOpen → 
客户端发送消息 → @OnMessage → 
客户端关闭连接 → @OnClose → 
过程中出错 → @OnError

每个 Session 代表一个独立的客户端连接

Session 管理（保存在线用户）

在 WebSocket 中，每当一个客户端连接建立，框架都会为它创建一个 Session 对象。

我们可以利用它来：

识别不同的用户；
发送私聊（单发）或群发消息；
统计在线人数；
在断开时清理资源。

1. 为什么要管理 Session？

假设你写了一个聊天室：

小明、小红、小刚都连上了服务器；

当小明发消息时，服务器需要广播给所有在线用户；

这时服务器必须知道有哪些连接（Session）存在。

所以要用一个线程安全的集合来管理所有在线 Session。

2. 使用 ConcurrentHashMap 保存 Session

在 ChatEndpoint 中添加一个静态集合：

java 复制代码

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.Map;
import jakarta.websocket.Session;

@ServerEndpoint("/ws/chat")
@Component
public class ChatEndpoint {

    // 保存所有在线用户
    private static final Map<String, Session> ONLINE_USERS = new ConcurrentHashMap<>();

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        ONLINE_USERS.put(session.getId(), session);
        System.out.println("🟢 新连接：" + session.getId());
        broadcast("🔔 用户 " + session.getId() + " 加入聊天室！");
    }

    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        System.out.println("📩 来自 " + session.getId() + "：" + message);
        broadcast("💬 用户 " + session.getId() + " 说：" + message);
    }

    @OnClose
    public void onClose(Session session) {
        ONLINE_USERS.remove(session.getId());
        System.out.println("🔴 连接关闭：" + session.getId());
        broadcast("❌ 用户 " + session.getId() + " 离开聊天室。");
    }

    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable throwable) {
        System.out.println("⚠️ 出错：" + session.getId());
        throwable.printStackTrace();
    }

    /** 群发消息 */
    private void broadcast(String message) {
        ONLINE_USERS.forEach((id, s) -> {
            try {
                s.getBasicRemote().sendText(message);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }
}

代码部分	说明
ConcurrentHashMap<String, Session>	线程安全地存储在线连接
ONLINE_USERS.put() / remove()	用户上线 / 离线管理
broadcast()	向所有在线 Session 群发消息
session.getBasicRemote().sendText()	向某一客户端发送消息

3. 运行结果预期

启动 Spring Boot 项目；

打开两个浏览器页面；

分别在 Console 执行：

java 复制代码

const ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/ws/chat");
ws.onmessage = e => console.log(e.data);
ws.send("你好");

ws.onmessage = e => console.log(e.data);是后端发啥消息过来，前端就自动把消息打印到控制台，能看到别人发的内容。

会看到：

这说明着群发逻辑生效，所有客户端都能接收到消息。

群发与单发消息实现

1. 群发（广播消息）

前一节已经实现过基础群发函数 broadcast()：

java 复制代码

private void broadcast(String message) {
    ONLINE_USERS.forEach((id, session) -> {
        try {
            session.getBasicRemote().sendText(message);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });
}

参数	实际存储的内容	相当于
id	session.getId()	用户的唯一标识（类似微信号）
s	Session 对象	用户的连接通道（类似微信聊天窗口）

可以把 (id, s) -> { ... } 理解为：

"对于每一个（id, s）这样的配对，执行以下操作"

用途

向所有在线用户推送系统消息（如"XX 进入聊天室"）

转发聊天内容给所有连接的客户端

触发示例

java 复制代码

@OnMessage
public void onMessage(String msg, Session session) {
    broadcast("💬 用户 " + session.getId() + " 说：" + msg);
}

2. 单发（私聊消息）

若每个用户登录后都有自己的唯一标识（例如用户名），可在连接时把它放入 URL 参数：

前端连接：

java 复制代码

const ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/ws/chat?username=Tom");

后端解析并存储：

java 复制代码

@OnOpen
public void onOpen(Session session) {
    String username = session.getQueryString().split("=")[1];
    USER_MAP.put(username, session);
    broadcast("🔔 用户 " + username + " 加入聊天室");
}

实现私聊：

java 复制代码

public void sendToUser(String username, String message) {
    Session session = USER_MAP.get(username);
    if (session != null && session.isOpen()) {
        try {
            session.getBasicRemote().sendText(message);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

调用示例：

java 复制代码

sendToUser("Tom", "这是一条私聊消息");

3. 群发 + 单发混合场景

实际聊天系统中会根据消息内容决定：

若前端发送的 JSON 包含目标用户：执行 sendToUser()；

否则默认广播。

例如：

java 复制代码

@OnMessage
public void onMessage(String json, Session session) {
    JSONObject msg = new JSONObject(json);
    String toUser = msg.optString("to");
    String content = msg.optString("content");
    if (toUser.isEmpty()) {
        broadcast("💬 公聊：" + content);
    } else {
        sendToUser(toUser, "📨 私聊：" + content);
    }
}

JSONObject 就是把 JSON 字符串转换成后端能方便操作的键值对字典，比如前端发{"to":"Tom","content":"你好"}，转成 JSONObject 后，能直接按to和content取对应值
optString：从这个字典里按指定的键（比如to/content）取字符串值，就算键不存在也不会报错，只会返回空字符串，比直接取值更安全

实战练习

1. 创建 WebSocket 服务端

步骤：

在 ChatEndpoint 中实现连接建立（onOpen）、消息接收（onMessage）和连接关闭（onClose）等方法。

使用 ConcurrentHashMap 存储在线用户并广播消息。

java 复制代码

import jakarta.websocket.OnClose;
import jakarta.websocket.OnError;
import jakarta.websocket.OnMessage;
import jakarta.websocket.OnOpen;
import jakarta.websocket.Session;
import jakarta.websocket.server.ServerEndpoint;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.Map;

@ServerEndpoint("/ws/chat")
@Component
public class ChatEndpoint {

    // 存储所有在线用户
    private static final Map<String, Session> ONLINE_USERS = new ConcurrentHashMap<>();

    // 连接建立时
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        String username = session.getQueryString() != null ? session.getQueryString().split("=")[1] : session.getId();
        ONLINE_USERS.put(username, session);  // 将用户 session 放入集合
        System.out.println("🟢 用户 " + username + " 已加入聊天室");
        broadcast("🔔 用户 " + username + " 加入聊天室");
    }

    // 收到消息时
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        System.out.println("📩 收到消息：" + message);
        broadcast("💬 " + session.getId() + " 说：" + message);  // 广播给所有人
    }

    // 连接关闭时
    @OnClose
    public void onClose(Session session) {
        String username = getUsernameBySession(session);
        ONLINE_USERS.remove(username);  // 从集合中移除
        System.out.println("🔴 用户 " + username + " 离开聊天室");
        broadcast("❌ 用户 " + username + " 离开聊天室");
    }

    // 错误发生时
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable throwable) {
        System.out.println("⚠️ 错误：" + throwable.getMessage());
        throwable.printStackTrace();
    }

    // 群发消息
    private void broadcast(String message) {
        ONLINE_USERS.forEach((username, session) -> {
            try {
                session.getBasicRemote().sendText(message);  // 向每个用户发送消息
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }

    // 根据 Session 获取用户名
    private String getUsernameBySession(Session session) {
        return ONLINE_USERS.entrySet().stream()
                .filter(entry -> entry.getValue().equals(session))
                .map(Map.Entry::getKey)
                .findFirst()
                .orElse(session.getId());
    }
}

getUsernameBySession 方法

从存储 "用户名 - 连接" 的对照表中，根据用户的连接（Session）反查对应的用户名；如果没找到，就用连接的唯一 ID 当用户名。

entrySet：把 "用户名 - 连接" 对照表（ONLINE_USERS）拆成一个个 "键值对"（比如 <Tom, 连接 1>、<Jack, 连接 2>），方便逐个检查

stream：开启流式处理，能像流水线一样一步步筛选、转换数据

filter：筛选只留下 "连接和目标 Session 匹配" 的那个键值对

entry：就是 "键值对" 的别名（比如 < Tom, 连接 1 > 这个整体）

map：转换把筛选出的键值对，换成它的 "键"（也就是用户名）

findFirst：取第一个匹配的结果（因为一个连接只对应一个用户名）

orElse：兜底如果没找到匹配的用户名，就用 Session 的 ID 代替

2. 测试功能：群发与单发

启动 Spring Boot 项目后，可以打开多个浏览器窗口模拟不同用户的连接。

例如：

用户 1：连接 ws://localhost:8080/ws/chat?username=Tom；

用户 2：连接 ws://localhost:8080/ws/chat?username=Alice。

功能测试：

用户 1 发送消息：其他用户会收到群聊消息；

用户 1 关闭连接：会广播"某某离开聊天室"的消息。

3. 前端连接与发送消息

可以在浏览器控制台中执行以下代码来模拟前端连接和消息发送：

java 复制代码

// 连接 WebSocket
const ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/ws/chat?username=Tom");

// 监听消息
ws.onmessage = (event) => {
    console.log("📩 收到消息：", event.data);
};

// 发送消息
ws.send("大家好，我是Tom！");

// 关闭连接
ws.close();

ws.onmessage = e => console.log(e.data);

3. 测试结果