Introdução a WebSockets, utilizando JAVA API para WebSockets.
Toda vez que eu me referir ao cliente, associem esse cliente ao navegador web.
Conexões de alta latência entre cliente e servidor, situação (alta latência) muito comum no protocolo HTTP.
Bacana, mas o que é latência? Em uma rede, latência determina o tempo que leva para um pacote de dados ir de um ponto da conexão até o o outro.
A web foi moldada em cima de um protocolo baseado em solicitação/resposta, denominado HTTP. Um cliente carrega uma página da web e, em seguida, nada acontece até que o usuário clique na próxima página.
No protocolo HTTP toda vez que eu quero um determinado recurso, por exemplo, uma lista de pessoas o cliente precisa montar um cabeçalho de solicitação e enviar pro servidor. Nesse momento é aberta uma conexão entre cliente e servidor. O servidor recebe esse cabeçalho e verifica se está tudo certo. Caso estiver, busca a lista de pessoas de algum lugar e anexa tal lista a um cabeçalho de resposta. Envia tudo isso para o cliente e depois disso a conexão entre cliente e servidor é fechada.
Só pra lembrar, esses cabeçalhos precisam estar de acordo com as definições do HTTP.
Esse processo de solicitação-resposta se repete basicamente a cada ação em uma página da web, causando uma alta latência e tornando o HTTP uma má escolha para aplicações que trabalham com tempo real.
E daí? Eu odeio WebSockets e quero fazer um Chat usando o protocolo HTTP.
Como eu faço?
Diante desta afirmação meu ilustre amigo, de uma maneira nada elegante, você teria que fazer o lado cliente da sua conexão, perguntar via solicitação HTTP, se há alguma mensagem nova para o servidor periódicamente.
Cliente: Eu como cliente inicio uma nova conexão e, reivindico novas mensagens.
Servidor: Eu como servidor lhe digo que não tens nada para receber.
-- Conexão finalizada
Cliente: Eu como cliente inicio uma nova conexão e, reivindico novas mensagens.
Servidor: Eu como servidor lhe digo que tens novas mensagens para serem recebidas. Recebe-as.
-- Conexão finalizada
Você poderia implementar isso de uma maneira menos extravagante utilizando, por exemplo, a tecnologia Commet baseada em sondagem longa (long-polling). As tecnologias de sondagem longa permitem que o servidor envie dados ao cliente, no momento que descobre que novos dados estão disponíveis. Com a sondagem longa, o cliente incia uma nova conexão com o servidor, e essa conexão permanece aberta até que a resposta seja enviada. Sempre que tem novos dados, o servidor envia a resposta.
Cliente: Eu como cliente inicio uma nova conexão e fico a espera por respostas. Mantenha a conexão aberta!
-- Algum tempo depois...
Servidor: Eu como servidor lhe digo que tens novas mensagens para serem recebidas. Recebe-as.
Essas técnicas funcionam. Porém elas sobrecarregam o nosso servidor HTTP e aumentam a latência, já comentada lá no comecinho dessa página. Com a alta latência não seria possível saborear uma aplicação de tempo real da melhor maneira :'(
Um WebSocket permite que o cliente realize conexões de "soquete" com um servidor. Sendo mais direto, existe uma conexão entre cliente e servidor, e ambas as partes da conexão podem começar a enviar dados a qualquer momento. Um WebSocket fornece através de uma única conexão, um protocolo de comunicação full-duplex e bidirecional.
Eita, vamos devagar. O que são esses termos?
- Full-duplex: Um cliente e um servidor podem enviar mensagens independentes um dos outros.
- Bidirecional: Um cliente pode enviar uma mensagem para um servidor e vice versa.
Toda conexão WebSocket começa por uma requisição HTTP.
Não se assustem, isso acontece só uma vez.
Por meio de um único handshake - processo pelo qual duas máquinas afirmam que uma reconheceu à outra e já estão prontas para iniciar a comunicação entre si - o cliente inicia uma conexão com o servidor, e os dois trocam dados por quantas vezes acharem necessário, sem ter que ficarem trocando cabeçalhos a cada envio/recebimento de dados.
Que delícia cara!
GET ws://exemplo.websocket.com.br/ HTTP/1.1
Origin: http://exemplo.com
Connection: Upgrade
Host: exemplo.websocket.com
Upgrade: websockets
Upgrade: Ele indica que o cliente deseja atualizar a conexão para outro protocolo, nesse caso o WebSocket.
Como a latência que o protocolo WebSockets causa é muito baixa (diferente do HTTP), ele é ideal para o desenvolvimento de aplicações mais performáticas, que dependem de atualizações em tempo real entre cliente e servidor:
- Aplicações de chat
- Jogos multiplayer online
- Links para esporte ao vivo
- Internet Explorer 10+
- Mozilla Firefox 4+
- Safari 5+
- Google Chrome 4+
- Opera 11+
O Java define uma API padrão para a construção de WebSockets. Fornecendo suporte para criar servidores endPoint e clientes endPoint. Nesse repositório você encontrará uma implementação de um simples Chat utilizando somente um servidor endPoint e um cliente WebSocket.
- Servidor EndPoint: Objeto que representa o servidor WebSocket na minha conexão entre cliente e servidor. Ele vai conter o meu código JAVA.
- Cliente WebSocket: Objeto que representa o cliente na minha conexão entre cliente e servidor. Óbviamente essa implementação roda no navegador, e utilizamos Javascript para construir esse lado cliente da nossa conexão.
YESSSSSSSSSS!
Para criação de um servidor endPoint, você precisa criar uma classe java e decorar ela com a seguinte anotação:
@ServerEndpoint("/chat")
Essa anotação declara a classe criada, sendo o WebSocket server endPoint da nossa aplicação, instânciada a nossa classe poderá aceitar requisições de entradas de WebSockets.
Dentro da classe criada devemos implementar os métodos que dão a base para a comunicação entre o meu servidor endPoint e meu cliente WebSocket. Esses métodos podem ser decorados pelas seguintes anotações:
- @onOpen: É a anotação usada para decorar o método que ira ser chamado depois da conexão do WebSocket abrir. Toda conexão tem uma sessão associada e o método com essa anotação é invocado apenas uma vez por conexão do WebSocket;
- @onMessage: Essa anotação é usada para decorar o método que será chamado a cada mensagem é recebida. É nesse método onde todos os código de negocio irá ser escrito.
- @onClose: É usado para decorar o método que será chamado quando a conexão com o WebSocket for fechada.
Esse trabalho foi apresentado em sala de aula, na disciplina de programação web, do 5º semestre, ministrada pelo professor Carlos Henrique Bughi, do curso de ciência da computação, da Universidade do Vale do Itajaí pelos alunos:
- André Smaniotto
- Felipe Marcola
- Jean Carlos Bairro
- Yagan Cadorin