淺析Comet技術在Java Web實時系統開發中的應用

　　下面是YJBYS為大家帶來的計算機應用畢業論文——淺析Comet技術在Java Web實時系統開發中的應用，歡迎閱讀!

　　摘要：Comet技術通過實現服務器推(server push)來解決AJAX需要定時頻繁發送請求的問題,從而給Web實時系統帶來了全新的交互性。本文分析了Comet技術的兩種實現方式:長輪詢方式(long-polling)和流方式(streaming),并通過一個服務器推送隨即數的實例,展示了使用Comet技術開發Java Web實時系統的開發方法和步驟。

　　關鍵詞：Comet;AJAX;服務器推送;Web實時系統

　　HTTP協議是互聯網上大量信息交換的基礎,其特點是,它是基于請求—響應模式的無狀態的單向協議,即必須由客戶端發起一個請求建立連接,服務器接收請求,把數據返回給客戶端,然后釋放連接。下一次,再由客戶端發起另一次請求,重復上述過程。服務器始終處于“被動”地位。

　　HTTP協議這一特點,既成就了它的成功,也導致了它的局限性。服務器處理請求的經典模式是一個線程處理一個連接,結束之后,關閉該連接,釋放線程以服務于其他請求。只要響應速度足夠快,那么我們可以以相對較少的服務器為數量龐大的用戶提供服務。這非常適合于傳統的Web應用,比如:搜索引擎、內容管理系統和電子商務網站等。然而,這種方式并不能滿足有實時性要求的應用的需求,很多應用都需要服務器能實時地將更新的信息傳送到客戶端,而無須客戶端發出請求。例如,新聞標題、證券報價和拍賣行情等。

　　在Web的早期,人們通過在HTML頭部加入META元信息來實現HTML自動刷新。該標記指示瀏覽器每隔一定的時間間隔刷新一次頁面。這不僅帶來糟糕的用戶體驗,而且是一種低效的做事方式。因為如果沒有新的數據,該頁面就沒必要刷新;如果頁面只存在小范圍內的變化,該頁面就沒有必要全部刷新。

　　AJAX(Asynchronous JavaScript and XML,異步JavaScript和XML)的出現改變了上述情況。Ajax的工作原理相當于在客戶和服務器之間加了—個中間層,使客戶請求與服務器響應異步化。并不是所有的請求都提交給服務器,像—些數據驗證和數據處理等都交給AJAX引擎自己來做,只有確定需要從服務器讀取新數據時再由AJAX引擎代為向服務器提交請求。使用Ajax的最大優點就是能在不刷新整個頁面的前提下維護數據,使得Web應用程序更為迅捷地響應用戶交互,并避免了在網絡上發送那些沒有改變的信息。然而,AJAX仍然受限于Web請求/響應模式的弱點,使得服務器不能推送實時動態的Web數據。

　　1 Comet技術實現方式[1]

　　Comet技術被稱為反AJAX(Reverse AJAX)技術,它通過實現服務器推(server push)來解決AJAX需要定時頻繁發送請求的問題。通過Comet,客戶端所需要的響應信息不再需要主動地去索取,而是在服務器端以事件(Event)的形式推至客戶端。

　　Comet技術的實現方式有兩種:長輪詢方式(long-polling)和流方式(streaming)。

　　長輪詢:HTTP的連接保持,服務器端會阻塞請求,直到服務器端有一個事件觸發或者到達超時。客戶端在收到響應后再次發出請求,重新建立連接。通過這種方式,服務器可以在數據可用的任何時候將數據“推”到客戶端。因為這種方案基于AJAX,請求異步發出,無須安裝插件,IE、Mozilla FireFox都支持。

　　流方式:在流方式中,服務器推數據返回客戶端,但不關閉連接,連接始終保持,直到超時,超時后通知客戶端重新建立連接,并關閉原來的連接。

　　在長輪詢方式下,客戶端是在XMLHttpRequest的readystate為4(即數據傳輸結束)時調用回調函數,進行信息處理。當readystate為4時,數據傳輸結束,連接已經關閉。Mozilla Firefox提供了對流方式的支持,即readystate為3時(數據仍在傳輸中),客戶端可以讀取數據,從而無須關閉連接,就能讀取處理服務器端返回的信息。IE在readystate為3時,不能讀取服務器返回的數據,目前IE不支持流方式。

　　不管是長輪詢還是流,請求都需要在服務器上存在一段較長時間,因此Comet被稱為“基于HTTP長連接的服務器推技術”。這打破了每個請求一個線程的模型。這個模型顯然對Comet不適用。Java對此提出了非阻塞IO(non-blocking IO)解決方案,Java通過它的NIO庫提供非阻塞IO處理Comet。

　　傳統的阻塞式IO,每個連接必須要開一個線程來處理,您始終從一個線程中讀取流直到整個流完成,然后關閉連接。因此阻塞式IO對大量并發的短生命周期連接不會造成問題。而非阻塞IO處理連接是異步的。當某個連接發送請求到服務器,服務器把這個連接請求當作一個請求“事件”,并把這個“事件”分配給相應的函數處理。我們把這個處理函數放到線程中去執行,執行完就把線程歸還。這樣一個線程就可以異步地處理多個事件。

　　為了獲得事件通知,我們需要一個機制,它只在需要讀時才讀,需要寫時才寫,但又保持連接打開以迅速響應發生的事件。為了方便這個過程,就要用到NIO,它已是1.4版本以后的Java語言的一部分。

　　2 使用Java開發Comet風格的Web應用

　　支持Comet的Java Web開源服務器有Tomcat 6.0.14和Jetty 6.1.14,它們的實現方法各不相同。下面我們以Tomcat為例來說明開發Comet風格的Web應用的步驟[2]。

　　本例以流方式實現了一個Comet應用。服務器每隔一定的時間間隔產生一個0~9之間的隨機數,將數據推送到客戶端。客戶端接收并顯示。

　　第一,要下載和安裝Tomcat6.X(本文截稿時,Tomcat最新版本是6.0.24)。

　　第二,為了使用Comet,要求服務器支持NIO,所以要修改Tomcat配置文件conf/server.xml, 即啟用異步版本的IO連接器,這個非常關鍵。如下所示:

　　第三,該項目需要Comet的API支持,Tomcat6自帶的Comet API包為catalina.jar,在Tomcat安裝目錄下的lib目錄中。

　　第四,編寫Servlet。通過servlet實現CometProcessor接口。這個接口要求實現event()方法,在配置的Http11NioProtocol調用event()方法來處理請求,而不是doGet或doPost。　在event()方法中,分別處理連接開始(BEGIN)、新數據可用(READ),連接結束(END),或出錯等事件。Comet允許針對不同的事件指定不同的連接超時。這意味著可以給常規的請求設置很短的生命周期,但是對于響應長連接請求的機制,可以將這個生命周期延長至幾分鐘。TestComet Servlet中,在連接開始時首先設置連接超時為60秒,接著啟動一個推送數據的線程。該線程的實現類為RandomSender,如程序清單2所示。請注意,這個類含有一個 ServletResponse對象。回頭看看清單1中的event()方法,當事件為BEGIN時,response對象被傳入到 RandomSender中。RandomSender的run()使用ServletResponse將數據發送回客戶機。因為要實現流風格的Comet,所以不能關閉連接。而要使連接保持開啟。如果要實現長輪詢,則一旦發送完所有消息后,就要關閉連接。 　第五,編寫客戶端。在客戶端,發出AJAX請求。請求和常規請求差不多。程序清單3測試了最基本的AJAX請求,它基于XMLHttpRequest,能夠很好地響應來自Comet服務器的事件。客戶端在readystate為3時(數據仍在傳輸中)讀取數據,從而無須關閉連接,就能讀取處理服務器端返回的數據,將它顯示在瀏覽器上。 第六,運行程序。首先進行部署,為了使程序正常運行,先要刪除本應用的lib目錄下的catalina.jar,如果不這么做,會出現異常:java.lang.ClassCastException: org.apache.catalina.util.DefaultAnnotationProcessor cannot be cast to org.apache.AnnotationProcessor。

　　最后,重啟Tomcat6,用FireFox瀏覽器調用主頁面index.jsp,就可以看到隨機數不斷地涌現。

 　   3 結束語

　　采用Comet技術實現的Java Web實時系統帶來了全新的交互性,目前Java Web服務器正在為實現Comet提供成熟、穩定的技術,不久的將來,Comet將成為Servlet 3.0和JavaEE6的標準的一部分。

　　參考文獻

　　[1] GALPIN M. Developing with Comet and Java [EB/OL].(2009-05-26)[2009-08-18].http://www.ibm.com/developerworks/web/library/wa-cometjava/.

　　[2] Apache Software Foundation. Advanced IO and Tomcat [EB/OL]. [2009-09-05].http://tomcat.apache.org/tomcat-6.0-doc/aio.html.

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