WebSocket 入门

1. 一句话简介

WebSocket 是一种建立在 TCP 之上的全双工通信协议，客户端与服务端之间只需一次握手建立长连接，之后双方即可随时相互发送数据，无需像 HTTP 那样每次请求都重新建立连接。它解决的核心问题是「服务端主动推送」与「实时双向通信」——例如本模块 demo-websocket 中，后端用 @Scheduled 定时任务每 2 秒采集一次服务器 CPU、内存、JVM、磁盘状态，再通过 SimpMessagingTemplate.convertAndSend("/topic/server", ...) 主动推送给前端，前端订阅该主题即可实时刷新监控面板，全程无需前端轮询。

2. 什么时候使用

✅ 服务端主动推送数据：数据变化由服务端产生并需要即时通知客户端时（如监控指标、告警、行情），WebSocket 提供成熟的主动推送通道，本模块的服务器状态监控即典型场景。
✅ 高频实时双向交互：消息频率高、延迟敏感的场合，如在线协作编辑、实时面板、多人在线对战，一遍握手后即可持续通信，避免高频 HTTP 建连开销。
✅ 需要消息主题订阅/广播机制：当多个客户端需要按主题分组接收消息时，配合 STOMP 协议的 subscribe/convertAndSend 即可轻松实现一对多广播（本模块用 /topic/server 广播服务器状态）。
✅ 需要跨域连接与兼容降级：服务端与前端分离部署、需要解决跨域，或需兼容不支持原生 WebSocket 的老旧浏览器时，SockJS 可自动降级为轮询等方案。
❌ 低频、一次性请求：若仅是「拉取一次数据」或消息频率很低，普通 HTTP REST 接口更简单、开销更小，无需长连接。
❌ 以服务端单向推送为主、无需双向：若只需服务端→客户端单向通知，SSE（Server-Sent Events）用起来更轻、无二进制协议复杂度、自带自动重连，通常足够。
❌ 对消息可靠性要求极高：WebSocket 依赖 TCP 长连接，一旦连接意外断开会丢失期间消息；若要求「消息绝不能丢」或需要离线补发，仍需配合消息队列（MQ）落库补偿，WebSocket 本身不负责持久化。
❌ 大规模高并发下未做横向扩展：原生/简单代理（本模块的 Spring 内存 broker）把连接绑定在单实例内存中，多实例部署时推送无法跨节点路由，需引入集群化代理（如 RabbitMQ/Redis 的 STOMP 支持）才能扩展。
❌ 纯文本/简单轮询能覆盖的场景：若非实时性刚需，轮询实现更简单可控、更易监控排错，过早引入长连接徒增维护成本。

3. 常见业务场景

服务器/应用实时监控面板：像 demo-websocket 演示的那样，后端定时采集 CPU、内存、JVM、磁盘等指标并通过 WebSocket 推送到前端，运维人员无需刷新页面即可实时看到资源变化，适合监控看板、大屏展示。
即时聊天/消息通知系统：用户 A 发消息，服务端即可把消息推送给在线用户 B（甚至通过主题广播给群组成员），是 WebSocket 最经典的应用，本模块以「服务器推送」替代聊天来演示同一底层能力。
实时行情与金融报价：价格、汇率、指数等高频变化数据，服务端主动推送可保证多客户端同时获取最新行情，避免高频轮询造成服务端压力。
在线协作与多人在线小游戏：多人同时编辑文档、白板协作或对战时，需要低延迟地同步每个人产生的操作事件，双向实时通道可即时通知所有参与者，STOMP 主题还能干净地划分房间/会话维度。
推送类消息广播：如系统公告、库存变动、订单状态更新等需要同时触达多个订阅者的场景，借助 WebSocket 主题广播（/topic/...）一次推送、多方即时收到。

4. 同类技术对比

对比维度	WebSocket（本模块）	HTTP 短轮询（Polling）	HTTP 长轮询（Long Polling）	SSE（Server-Sent Events）
通信方向	双向全双工	客户端→服务端（单向请求）	客户端发起、服务端延迟响应	仅服务端→客户端（单向）
连接模型	一次握手后保持长连接	每次请求新建连接	保持连接直到有数据再返回	单向持久连接
实时性	高	低（取决于轮询间隔）	中等	高
服务端压力	低（连接复用）	高（频繁建连、空转）	中等	低
消息订阅/路由	STOMP 提供 subscribe/广播	无，需自行实现	无，需自行实现	无，仅简单事件流
浏览器兼容	现代浏览器，SockJS 可降级	全部	全部	不支持 IE，原生自动重连
去重/顺序保证	应用层需自行保证	简单（请求响应天然对应）	需处理悬挂请求	自带重连与 `Last-Event-ID`
适用规模	中大规模实时/双向场景	低频率小规模	消息不频繁但要及时	服务端单向推送 / 中大规模

选型建议

需要双向实时交互（客户端也要主动发命令、反馈操作），或希望借助 STOMP 主题订阅/广播 简化分组推送逻辑时，选 WebSocket，本模块即用其实现服务器监控推送。若是纯粹服务端单向推送且希望实现简单、自带自动重连，选 SSE 更轻量。若消息频率很低、又不想引入任何长连接复杂度，短轮询最简单可控、便于排错。只有在既需实时、又面临多实例水平扩展和消息可靠落库的严格要求时，才应在 WebSocket 之上叠加消息队列或集群化消息代理来解决跨节点路由与补偿问题。