Spring Boot 3 整合 WebSocket (STOMP协议) 和 Vue 3 实现实时通信

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引言

WebSocket是一种在Web浏览器与Web服务器之间建立双向通信的协议，而Spring Boot提供了便捷的WebSocket支持。本篇博客将介绍如何在Spring Boot 3中整合WebSocket，并使用Vue 3构建简单而强大的实时通信应用。

核心概念

什么是 WebSocket ?

WebSocket是一种在单个TCP连接上提供全双工通信的协议，允许客户端和服务器之间实时双向通信，无需客户端发起请求。其优势在于低延迟和高效率，适用于即时通讯、在线游戏、实时协作编辑等场景。

什么是 STOMP ？

STOMP 官网： 官方文档 | 中文文档

STOMP是一种基于文本的消息传递协议，用于实现消息传递系统之间的互操作性。它简单、跨语言、适应性强，支持多种消息传递模式。通常与WebSocket结合，提供浏览器和服务器之间的实时双向通信。

STOMP是一种简单的消息传递协议，初衷是为脚本语言(如 Ruby、 Python 和 Perl)和web框架创建一种基于文本的简单异步消息协议。相比于正式诞生于2011年的WebSocket，STOMP在此之前广泛使用了十年以上，并且得到了很多客户端（如stomp.js、Gozirra、stomp.py、stompngo等）、消息代理端（如ActiveMQ、RabbitMQ等）、工具库的支持，目前最新的协议版本为2012年1.2版本。

具体来说，STOMP是一种基于Frame的协议，每个Frame由一个命令Command、一组Headers和可选的正文Body组成，如下是一个STOMP frame的基本结构示例：

SEND   //作为COMMAND
Authorization:Bearer xxx        //作为Headers
content-type:application/json   //作为Headers

Hello World!  //消息内容，可以多行，直到^@为止  //作为Body
^@ //此Frame结束

STOMP On Spring WebSocket

spring-framework #websocket-stomp

Spring Framework 从 4.0.0 加入了spring-websocket 和 spring-messaging 两大模块。

从Spring文档的篇幅、提供的应用样例以及spring-boot-starter-websocket直接引入了spring-websocket 和 spring-messaging模块（包含了STOMP等相关内容）等各种情况，不难看出基于STOMP做为其消息交互协议的方式，是spring主推的完整的websocket解决方案即 STOMP On Spring WebSocket，即使用STOMP也是spring框架的选择。

WebSocket 服务端(SpringBoot3)

添加依赖

首先，在pom.xml中添加WebSocket依赖：

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

WebSocket 配置类

配置 WebSocket 支持实时双向通信和消息传递，使用STOMP协议。提供连接端点 “/ws”，支持跨域WebSocket连接，配置消息代理实现广播和点对点推送。

package com.youlai.system.config;

/**
 * WebSocket 配置
 *
 * @author haoxr
 * @since 2.4.0
 */
@Configuration
@EnableWebSocketMessageBroker // 启用WebSocket消息代理功能和配置STOMP协议，实现实时双向通信和消息传递
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
public class WebSocketConfig implements WebSocketMessageBrokerConfigurer {
	
    private final JwtTokenProvider jwtTokenProvider;

    /**
     * 注册一个端点，客户端通过这个端点进行连接
     */
    @Override
    public void registerStompEndpoints(StompEndpointRegistry registry) {
        registry
                .addEndpoint("/ws")   // 注册了一个 /ws 的端点
                .setAllowedOriginPatterns("*") // 允许跨域的 WebSocket 连接
                .withSockJS();  // 启用 SockJS (浏览器不支持WebSocket，SockJS 将会提供兼容性支持)
    }

    /**
     * 配置消息代理
     */
    @Override
    public void configureMessageBroker(MessageBrokerRegistry registry) {
        // 客户端发送消息的请求前缀
        registry.setApplicationDestinationPrefixes("/app");

        // 客户端订阅消息的请求前缀，topic一般用于广播推送，queue用于点对点推送
        registry.enableSimpleBroker("/topic", "/queue");

        // 服务端通知客户端的前缀，可以不设置，默认为user
        registry.setUserDestinationPrefix("/user");
    }
    
    /**
     * 配置客户端入站通道拦截器
     * <p>
     * 添加 ChannelInterceptor 拦截器，用于在消息发送前，从请求头中获取 token 并解析出用户信息(username)，用于点对点发送消息给指定用户
     *
     * @param registration 通道注册器
     */
    @Override
    public void configureClientInboundChannel(ChannelRegistration registration) {
        registration.interceptors(new ChannelInterceptor() {
            @Override
            public Message<?> preSend(Message<?> message, MessageChannel channel) {
                StompHeaderAccessor accessor = MessageHeaderAccessor.getAccessor(message, StompHeaderAccessor.class);
                // 如果是连接请求（CONNECT 命令），从请求头中取出 token 并设置到认证信息中
                if (accessor != null && StompCommand.CONNECT.equals(accessor.getCommand())) {
                    // 从连接头中提取授权令牌
                    String bearerToken = accessor.getFirstNativeHeader(HttpHeaders.AUTHORIZATION);

                    // 验证令牌格式并提取用户信息
                    if (StrUtil.isNotBlank(bearerToken) && bearerToken.startsWith("Bearer ")) {
                        try {
                            // 移除 "Bearer " 前缀，从令牌中提取用户信息(username), 并设置到认证信息中
                            String tokenWithoutPrefix = bearerToken.substring(7);
                            String username = jwtTokenProvider.getUsername(tokenWithoutPrefix);

                            if (StrUtil.isNotBlank(username)) {
                                accessor.setUser(() -> username);
                                return message;
                            }
                        } catch (Exception e) {
                            log.error("Failed to process authentication token.", e);
                        }
                    }
                }
                // 不是连接请求，直接放行
                return ChannelInterceptor.super.preSend(message, channel);
            }
        });
    }
}

WebSocket 监听和发送

package com.youlai.system.controller;

import com.youlai.system.model.dto.ChatMessage;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.messaging.handler.annotation.DestinationVariable;
import org.springframework.messaging.handler.annotation.MessageMapping;
import org.springframework.messaging.handler.annotation.SendTo;
import org.springframework.messaging.simp.SimpMessagingTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.security.Principal;

/**
 * WebSocket 测试控制器
 *
 * @author haoxr
 * @since 2.3.0
 */
@RestController
@RequestMapping("/websocket")
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
public class WebsocketController {

    private final SimpMessagingTemplate messagingTemplate;


    /**
     * 广播发送消息
     *
     * @param message 消息内容
     */
    @MessageMapping("/sendToAll")
    @SendTo("/topic/notice")
    public String sendToAll(String message) {
        return "服务端通知: " + message;
    }

    /**
     * 点对点发送消息
     * <p>
     * 模拟 张三 给 李四 发送消息场景
     *
     * @param principal 当前用户
     * @param username  接收消息的用户
     * @param message   消息内容
     */
    @MessageMapping("/sendToUser/{username}")
    public void sendToUser(Principal principal, @DestinationVariable String username, String message) {

        String sender = principal.getName(); // 发送人
        String receiver = username; // 接收人

        log.info("发送人:{}; 接收人:{}", sender, receiver);
        // 发送消息给指定用户 /user/{username}/queue/greeting
        messagingTemplate.convertAndSendToUser(receiver, "/queue/greeting", new ChatMessage(sender, message));
    }
}

WebSocket 客户端(Vue3)

安装依赖

# WebSocket 客户端和类型定义
npm i sockjs-client  
npm i -D @types/sockjs-client
# STOMP 协议的 JavaScript 客户端和类型定义
npm i stompjs
npm i -D @types/stompjs
# net 是 Node核心模块之一，用于创建 TCP 服务器和客户端模块
npm i net -S

WebSocket 客户端连接

下面是 Websocket 连接部分关键代码，完整代码：websocket.vue

<!-- websocket 示例 -->
<script setup lang="ts">
import SockJS from "sockjs-client";
import Stomp from "stompjs";

import { useUserStoreHook } from "@/store/modules/user";

const userStore = useUserStoreHook(); // websocket 连接传递 token

const isConnected = ref(false);
const socketEndpoint = ref("http://localhost:8989/ws"); 

let stompClient: Stomp.Client;
/**
 * 连接
 */
function connect() {
  let socket = new SockJS(socketEndpoint.value);

  stompClient = Stomp.over(socket);

  stompClient.connect(
    { Authorization: userStore.token },
    () => {
      console.log("连接成功");
    },
    (error) => {
      console.log("连接失败: " + error);
    }
  );
}
/**
 * 断开连接
 */
function disconnect() {
  if (stompClient && stompClient.connected) {
    stompClient.disconnect(() => {
  	 console.log("断开连接");
    });
  }
}

onMounted(() => {
  connect();
});
</script>

WebSocket 客户端订阅

下面是 Websocket 订阅部分关键代码，完整代码：websocket.vue

stompClient.subscribe("/topic/notice", (res: any) => {
    console.log("订阅广播成功：" + res.body);
});

stompClient.subscribe("/user/queue/greeting", (res) => {
    console.log("订阅点对点成功：" + res.body);
});

• /topic/notice

  对应服务端广播队列

  

• /user/queue/greeting

  对应服务端点对点队列，其中 /user/ 前缀是 WebSocketConfig 里通过 registry.setUserDestinationPrefix("/user") 设定的服务端通知客户端的前缀。

  

WebSocket 客户端推送

下面是 Websocket 订阅部分关键代码，完整代码：websocket.vue

function sendToAll() {
  stompClient.send("/app/sendToAll", {},  "亲爱的大冤种们，由于一只史诗级的BUG，系统版本已经被迫回退到了0.0.1。");
  console.log("广播消息发送成功");	
}

function sendToUser() {
  stompClient.send("/app/sendToUser/root", {}, "嗨! root 我是 admin ,想和您交个朋友");
  console.log("点对点消息发送成功");	
}

• /app/sendToAll

  客户端发送的目标地址，指定服务端 @MessageMapping("/sendToAll") 方法处理此消息

  其中 /app 是 WebSocketConfig 里通过 registry.setApplicationDestinationPrefixes("/app") 设定的客户端发送目标地址的前缀

  

• /app/sendToUser/root

  对应服务端处理消息的方法如下：

  

WebSocket 测试

在线测试地址: vue3-element-admin#websocket

WebSocket 连接测试

WebSocket 广播测试

WebSocket 点对点测试

项目源码

	Github	Gitee
后端	youlai-boot 🍃	youlai-boot 🍃
前端	vue3-element-admin 🌺	vue3-element-admin 🌺

结语

本文深入介绍了在Spring Boot 3中整合WebSocket及Vue 3构建实时通信应用。选择STOMP协议，配置服务端、客户端，实现连接、消息广播和点对点推送。通过在线测试验证整合效果，包括连接、广播和点对点消息。希望读者通过这个实例更好地理解WebSocket在Spring Boot中的应用。