徹底理解TCP/UDP、HTTP長鏈接、Websocket、SockJS/Socket.IO以及STOMP的區別和聯繫

TCP/UDP

經過《網絡工程》的學習，咱們知道TCP/UDP是傳輸層協議，是應用層協議的基礎。

對於編程的語言的學習，咱們一般須要掌握Socket編程，而真正理解Socket編程與TCP/UDP協議的關係，能夠說是一個開發者從初級突破到中級的一個最好證實。

實際上Socket編程就是所謂的網絡編程也就是基於TCP/UDP協議進行編程，就拿Java和TCP來講：

• 對於BIO，TCP編程就是ServerSocket/Socket
• 對於NIO，TCP編程就是ServerSocketChannel/SocketChannel
• 對於AIO，TCP編程就是AsynchronousServerSocketChannel/AsynchronousSocketChannel

經過對ServerSocket進行封裝，咱們能夠實現本身的網絡應用框架，例如：

名稱	IO	可解析的協議
≤tomcat7	BIO	HTTP等
≥tomcat8	NIO	HTTP、Websocket等
Netty	NIO	TCP、HTTP、FTP、SMTP、Websocket等
Dubbo	基於Netty	dubbo

經過對Socket進行封裝，咱們能夠實現本身的客戶端框架，例如：

名稱	IO	可解析協議
OkHttp	BIO	HTTP、HTTPS
WebSocketClient	BIO/NIO	Websocket
WebClient	NIO	HTTP、HTTPS

Websocket

• 一般，應用層協議都是徹底基於網絡層協議TCP/UDP來實現，例如HTTP、SMTP、POP3，而Websocket是同時基於HTTP與TCP來實現：
  • 先用帶有 Upgrade:Websocket頭Header的特殊HTTP request來實現與服務端握手HandShake;
  • 握手成功後，協議升級成Websocket，進行長鏈接通信；
  • 整個過程可理解爲：小錘摳縫，大錘搞定。
• 爲何不使用HTTP長鏈接來實現即時通信？事實上，在Websocket以前就是使用HTTP長鏈接這種方式，如Comet。可是它有以下弊端：
  • HTTP 1.1 規範中規定，客戶端不該該與服務器端創建超過兩個的 HTTP 鏈接， 新的鏈接會被阻塞。
  • 對於服務端來講，每一個長鏈接都佔有一個用戶線程，在NIO或者異步編程以前，服務端開銷太大。
• 爲何不直接使用Socket編程，基於TCP直接保持長鏈接，實現即時通信？
  • Socket編程針對C/S模式的，而瀏覽器是B/S模式，瀏覽器無法發起Socket請求，正因如此， W3C最後仍是給出了瀏覽器的Socket----Websocket。

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SockJS/Socket.IO

HTML5規範中給出了原生的Websocket API，可是並非全部瀏覽器都完美支持，而當瀏覽器不支持Websocket時，應該自動切換成Ajax長輪詢，SSE等備用解決方案。因此在實際開發中咱們一般採用封裝了Websocket及其備用方案的庫----SockJS或Socket.IO。

若是你使用Java作服務端，同時又剛好使用Spring Framework做爲框架，那麼推薦使用SockJS，由於Spring Framework自己就是SockJS推薦的Java Server實現，同時也提供了Java 的client實現。

若是你使用Node.js作服務端，那麼毫無疑問你該選擇Socket.IO，它本省就是從Node.js開始的，固然服務端也提供了engine.io-server-java實現。甚至你可使用 netty-socketio 注意：無論你使用哪種，都必須保證客戶端與服務端同時支持。

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STOMP

STOMP(Simple (or Streaming) Text Orientated Messaging Protocol)一個簡單的面向文本/流的消息協議。STOMP提供了可以協做的報文格式，以致於STOMP客戶端能夠與任何STOMP消息代理（Brokers）進行通訊，從而爲多語言，多平臺和Brokers集羣提供簡單且廣泛的消息協做。

STOMP可用於任何可靠的雙向流網絡協議之上，如TCP和WebSocket。 雖然STOMP是面向文本的協議，但消息有效負載能夠是文本或二進制。

STOMP是一種基於幀的協議，幀的結構是效仿HTTP報文格式，簡潔明瞭。以下：

COMMAND
header1:value1
header2:value2

Body^@
複製代碼

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STOMP over Websocket

STOMP over Websocket 是什麼？

STOMP over Websocket 即，經過Websocket創建STOMP鏈接，也就是說在Websocket鏈接的基礎上再創建 STOMP鏈接。

爲何要使用STOMP over Websocket？

WebSocket協議定義了兩種類型的消息，文本和二進制，但它們的內容是未定義的。

若是說Socket是C/S的TCP編程，同理Websocket就是Web（B/S）的TCP編程，因此須要在客戶端與服務端之間定義一個機制去協商一個子協議——更高級別的消息協議，將它使用在Websocket之上去定義每次發送消息的類別、格式和內容，等等。

子協議的使用是可選的，但不管哪一種方式，客戶端和服務器都須要就一些定義消息內容的協議達成一致。

因而，一般選擇在Websocket協議上使用STOMP協議來定義內容格式。

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實現架構

• 服務端：Spring Websocket/SockJS + Spring Messaging（STOMP）+RabbitMQ （也能夠不使用外部Broker那麼Spring application則做爲Broker）
• JS客戶端：STOMP.js
• JS客戶端文檔：STOMP over Websocket
• Java（Android）客戶端：StompProtocolAndroidViaWebsocket
• Spring支持：Spring STOMP
• RabbitMQ支持：RabbitMQ STOMP plugin DEMO：《會飛的污熊---集成WebSocket實時通訊》
• 若有疑問：《Spring Websocket+SockJS+STOMP實現即時通訊——系列文章》