前端WebSocket应用——聊天实时通信的基本配置

2024-11-01 来源：个人技术集锦

前言

在现代 Web 应用中，实时通信是提升用户体验的重要因素之一。WebSocket 协议提供了一种在客户端和服务器之间建立持久连接的方式，使得双向数据传输成为可能。本文将通过两个代码段，展示如何在 Vue 应用中使用 WebSocket 实现实时消息接收和发送。

1. WebSocketService 类

首先，我们定义一个 WebSocketService 类，用于管理 WebSocket 连接及其相关操作。以下是该类的实现：

1.1 类属性

socket: WebSocket | null: 存储 WebSocket 实例，用于与服务器进行实时通信。初始值为 null，在调用 connect() 方法时创建 WebSocket 实例。
count: number: 计数器，用于统计接收到的 WebSocket 消息的数量。每次接收到新消息时，计数器会自增。
token: string: 从用户状态中提取的令牌（token），用于认证。通过 useUserStore() 获取用户的 token 并保存下来，用于 WebSocket 的连接和认证。
isConnected: boolean: 表示 WebSocket 是否成功连接到服务器。初始值为 false，在 onOpen() 方法中连接成功后设置为 true。
onMessageCallback: ((message: any) => void) | null: 用于存储一个回调函数，当 WebSocket 接收到消息时会调用此回调函数并传递消息内容。初始值为 null，通过 onMessageReceived() 方法注册。

 private socket: WebSocket | null = null; // 存储 WebSocket 实例
    private count: number = 0; // 统计接收到的消息数量
    private token: string; // 用于存储从用户状态中获取的令牌 (token)
    private isConnected: boolean = false; // 用于判断是否连接成功
    private onMessageCallback: ((message: any) => void) | null = null; // 消息回调函数

1.2 构造函数和连接初始化

构造函数接受一个 socketUrl 参数，用于指定 WebSocket 服务器的地址。
使用 useUserStore() 从用户状态中获取 token，存储在 this.token 中。
调用 connect(socketUrl) 方法与服务器建立 WebSocket 连接。

constructor(socketUrl: string) {
    const userStore = useUserStore();
    this.token = userStore.token;
    this.connect(socketUrl);
}

1.3 WebSocket 连接

connect(socketUrl) 方法创建一个新的 WebSocket 实例，传入 socketUrl 和 this.token 作为子协议，用于与服务器通信。
为 WebSocket 注册了以下事件监听器：

open: 当连接成功时触发，调用 onOpen() 方法。
message: 当接收到服务器消息时触发，调用 onMessage() 方法。
error: 当发生错误时触发，调用 onError() 方法。
close: 当连接关闭时触发，调用 onClose() 方法。

private connect(socketUrl: string) {
    this.socket = new WebSocket(socketUrl, this.token);

    this.socket.addEventListener('open', (event) => {
        this.onOpen(event);
    });

    this.socket.addEventListener('message', (event) => {
        this.onMessage(event);
    });

    this.socket.addEventListener('error', (event) => {
        this.onError(event);
    });

    this.socket.addEventListener('close', (event) => {
        this.onClose(event);
    });
}

1.4 事件处理方法

onOpen(event: Event): 在 WebSocket 连接成功后触发。

发送认证信息（Authorization: Bearer token）给服务器，用于身份验证。
将 isConnected 设置为 true，表示连接成功。
打印 “WebSocket connection established” 到控制台。

private onOpen(event: Event) {
    if (this.socket) {
        this.socket.send('Authorization: Bearer ' + this.token);
        this.isConnected = true;
        console.log("WebSocket connection established");
    }
}

onMessage(event: MessageEvent): 当 WebSocket 接收到消息时触发。

增加消息计数器 count。
如果注册了 onMessageCallback，则调用回调函数并传递消息数据。

private onMessage(event: MessageEvent) {
    this.count++;
    console.log('Received:', this.count);

    const messageData = event.data;

    if (this.onMessageCallback) {
        this.onMessageCallback(messageData);
    }
}

onError(event: Event): 当 WebSocket 出现错误时触发。

打印错误信息到控制台，帮助调试。

private onError(event: Event) {
    console.error("WebSocket error observed:", event);
}

onClose(event: CloseEvent): 当 WebSocket 连接关闭时触发。

将 isConnected 设置为 false，表示连接已断开。
打印连接关闭信息到控制台。

private onClose(event: CloseEvent) {
    console.log("WebSocket closed:", event);
    this.isConnected = false;
}

1.5 发送和关闭 WebSocket 消息

sendMessage(message: string): 用于发送消息到服务器。

如果 WebSocket 连接状态为 OPEN，则发送消息。
否则打印错误信息并显示 WebSocket 当前的 readyState。

public sendMessage(message: string) {
    if (this.socket && this.socket.readyState === WebSocket.OPEN) {
        this.socket.send(message);
    } else {
        console.error("WebSocket is not open. ReadyState:", this.socket?.readyState);
    }
}

close(): 手动关闭 WebSocket 连接。

public close() {
    if (this.socket) {
        this.socket.close();
    }
}

1.6 状态查询与回调注册

isConnectedSuccessfully(): 用于查询 WebSocket 当前的连接状态，返回 true 或 false。

public isConnectedSuccessfully(): boolean {
    return this.isConnected;
}

onMessageReceived(callback: (message: any) => void): 注册一个消息处理回调函数，当 WebSocket 接收到消息时触发该回调函数。

public onMessageReceived(callback: (message: any) => void) {
    this.onMessageCallback = callback;
}

1.7 完整代码

import { useUserStore } from "../module/user";

class WebSocketService {
    private socket: WebSocket | null = null; // 存储 WebSocket 实例
    private count: number = 0; // 统计接收到的消息数量
    private token: string; // 用于存储从用户状态中获取的令牌 (token)
    private isConnected: boolean = false; // 用于判断是否连接成功
    private onMessageCallback: ((message: any) => void) | null = null; // 消息回调函数

    constructor(socketUrl: string) {
        const userStore = useUserStore();
        this.token = userStore.token;
        this.connect(socketUrl);
    }

    private connect(socketUrl: string) {
        this.socket = new WebSocket(socketUrl, this.token);

        this.socket.addEventListener('open', (event) => {
            this.onOpen(event);
        });

        this.socket.addEventListener('message', (event) => {
            this.onMessage(event);
        });

        this.socket.addEventListener('error', (event) => {
            this.onError(event);
        });

        this.socket.addEventListener('close', (event) => {
            this.onClose(event);
        });
    }

    private onOpen(event: Event) {
        if (this.socket) {
            this.socket.send('Authorization: Bearer ' + this.token);
            this.isConnected = true; // 连接成功
            console.log("WebSocket connection established");
        }
    }

    private onMessage(event: MessageEvent) {
        this.count++;
        console.log('Received:', this.count);
        
        const messageData = event.data; // 获取消息内容

        if (this.onMessageCallback) {
            this.onMessageCallback(messageData); // 调用回调函数，传递消息内容
        }
    }

    private onError(event: Event) {
        console.error("WebSocket error observed:", event);
    }

    private onClose(event: CloseEvent) {
        console.log("WebSocket closed:", event);
        this.isConnected = false; // 连接关闭
    }

    public sendMessage(message: string) {
        if (this.socket && this.socket.readyState === WebSocket.OPEN) {
            this.socket.send(message);
        } else {
            console.error("WebSocket is not open. ReadyState:", this.socket?.readyState);
        }
    }

    public close() {
        if (this.socket) {
            this.socket.close();
        }
    }

    public isConnectedSuccessfully(): boolean {
        return this.isConnected;
    }

    public onMessageReceived(callback: (message: any) => void) {
        this.onMessageCallback = callback;
    }
}

export default WebSocketService;

2. 在 Vue 组件中使用 WebSocketService

在 Vue 组件中，我们可以利用 onMounted 和 onBeforeUnmount 生命周期钩子来管理 WebSocket 的生命周期。以下是如何在 Vue 组件中使用 WebSocketService 的示例代码：

import { onMounted, onBeforeUnmount } from 'vue';
import WebSocketService from '../../store/module/websocket';

const socketUrl = 'http://123.123.123.123:端口号/ws';
const websocketService = new WebSocketService(socketUrl);

onMounted(() => {
    // 接收消息
    websocketService.onMessageReceived((message) => {
        console.log("New message received:", message);
        // 在这里处理接收到的消息
    });
});

// 关闭 WebSocket 连接
onBeforeUnmount(() => {
    websocketService.close();
    console.log("WebSocket connection closed.");
});

2.1 定义 WebSocket URL

2.2 实例化 WebSocketService

const websocketService = new WebSocketService(socketUrl); 这一行创建了 WebSocketService 类的一个实例，并将之前定义的 socketUrl 作为参数传递给构造函数。

2.3 生命周期钩子

onMounted: 当组件挂载时，注册接收消息的回调函数。这允许我们在接收到新消息时进行相应处理。
onBeforeUnmount: 当组件卸载时，调用 close 方法关闭 WebSocket 连接，以释放资源。

3. 总结

通过上述代码，我们实现了一个简单的 WebSocket 服务，能够在 Vue 应用中进行实时通信。WebSocket 的全双工通信特性使得我们能够高效地处理实时数据，而封装好的 WebSocketService 类则使得代码更加模块化和易于维护。

无论是聊天应用、实时通知还是在线游戏，WebSocket 都是实现实时交互的重要工具。希望本文能帮助你更好地理解和使用 WebSocket。在实际开发中，可以根据具体需求扩展和优化这个基础实现。

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