Ajax轮询以及Comet模式—写在Servlet 3.0发布之前(转)
2008 年的夏天，偶然在网上闲逛的时候发现了 Comet 技术，人云亦云间，姑且认为它是由 Dojo 的 Alex Russell 在 2006 年提出。在阅读了大量的资料后，萌发出写篇 blog 来说明什么是 Comet 的想法。哪知道这个想法到了半年后的今天才提笔，除了繁忙的工作拖延外，还有 Comet 本身带来的困惑。
Comet 能带来生产力的提升是有目共睹的。现在假设有 1000 个用户在使用某软件，轮询 (polling) 和 Comet 的设定都是 1s 、 10s 、 100s 的潜伏期，那么在相同的潜伏期内， Comet 所需要的带宽更小，如下图：
不仅仅是在带宽上的优势，每个用户所真正感受到的响应时间（潜伏期）更短，给人的感觉也就更加的实时，如下图：
再引用一篇 IBMDW 上的译文《使用 Jetty 和 Direct Web Remoting 编写可扩展的 Comet 应用程序》，其中说到：吸引人们使用 Comet 策略的其中一个优点是其显而易见的高效性。客户机不会像使用轮询方法那样生成烦人的通信量，并且事件发生后可立即发布给客户机。
上面一遍一遍的说到 Comet 技术的优势，那么我们可以替换现有的技术结构了？不幸的是，近半年的擦边球式的关注使我对 Comet 的理解越发的糊涂，甚至有人说 Comet 这个名词已被滥用。去年的一篇博文，《 The definition of Comet? 》使 Comet 更加扑朔迷离，甚至在维基百科上大家也对准确的 Comet 定义产生争论。还是等牛人们争论清楚再修改维基百科吧，在这里我想还是引用维基百科对 Comet 的定义：服务器推模式 (HTTP server push 、 streaming) 以及长轮询 (long polling) ，这两种模式都是 Comet 的实现。
除了对 Comet 的准确定义尚缺乏有效的定论外， Comet 还存在不少技术难题，随着 Tomcat 6 、 Jetty 6 的发布，他们基于 NIO 各自实现了异步 Servlet 机制。有兴趣的看官可以分别实现这两个容器的 Comet ，至少我还没玩转。
在编写服务器端的代码上面，我很困惑， http://tomcat.apache.org/tomcat-6.0-doc/aio.html 这里演示了如何在 Tomcat 6 中实现异步 Servlet ；我们再把目光换到 Jetty 6 上，还是前面提到的那篇 IBMDW 译文，如果你和我一样无聊，可以下载那边文章的 sample 代码。我惊奇的发现每个厂商对异步 Servlet 的封装是不同的，一个傻傻的问题：我的 Comet 服务器端的代码可移植么？至今我还在问这个问题！好吧，业界有规范么？有当然有，不过看起来有些争论会发生——那就是 Servlet 3.0 规范 (JSR-315) ， Servlet 3.0 正在公开预览，它明确的支持了异步 Servlet ，《 Servlet 3.0 公开预览版引发争论》，又让我高兴不起来了：“来自 RedHat 的 Bill Burke 写的一篇博文，其中他批评了 Jetty 6 中的异步 servlet 实现 ......Greg Wilkins 宣布他致力于 Servlet 3.0 异步 servlet 的一个实现 ...... 虽然还需要更多测试，但是这个代码已经实现了基本的异步行为，不需要很复杂的重新分发请求或者前递方法。我相信这代表了 3.0 的合理折中方案。在我们从 3.0 的简单子集里获得经验之后，如果需要更多的特性，可以添加到 3.1 中 ........” 。牛人们还在做最佳范例，口水仗也还要继续打，看来要尝到 Comet 的甜头是很困难的。 STOP ！我已经不想再分析如何写客户端的代码了，什么 dojo 、 extJs 、 DWR 、 ZK....... 都有自己的实现。我认为这一切都要等 Servelt 3.0 正式发布以后，如何编写客户端代码才能明朗点。
现在抛开绕来绕去的争执吧，既然 Ajax+Servlet 实现 Comet 很困难，何不换个思维呢。我这里倒是有个小小的 sample ，说明如何在 Adobe BlazeDS 中实现长轮询模式。关于 BlazeDS ，可以在这里找到些信息。为了说明什么是长轮询，首先来看看什么是轮询，既在一定间隔期内由 web 客户端发起请求到服务器端取回数据，如下图所示：
至于轮询的缺点，在前面的论述中已有覆盖，至于优点大家可以 google 一把，我觉得最大的优点就是技术上很好实现，下面是个 Ajax 轮询的例子，这是一个简单的聊天室，首先是 chat.html 代码，想必这些代码网上一抓就一大把，支持至少 IE6 、 IE7 、 FF3 浏览器，让人烦心的是乱码问题，在传递到 Servlet 之前要 encodeURI 一下 ：
<!--
chat page
author rosen jiang
since 2008/07/29
-->
< html >
< head >
< meta http-equiv ="content-type" content ="text/html; charset=utf-8" >
< script type ="text/javascript" >
// servlets url
var url = " http://127.0.0.1:8080/ajaxTest/Ajax " ;
// bs version
var version = navigator.appName + " " + navigator.appVersion;
// if is IE
var isIE = false ;
if (version.indexOf( " MSIE 6 " ) > 0 || version.indexOf( " MSIE 7 " ) > 0 ){
isIE = true ;
}
// Httprequest object
var Httprequest = function () {}
// creatHttprequest function of Httprequest
Httprequest.prototype.creatHttprequest = function (){
var request = false ;
// init XMLHTTP or XMLHttpRequest
if (isIE) {
try {
request = new ActiveXObject( " Msxml2.XMLHTTP " );
} catch (e) {
try {
request = new ActiveXObject( " Microsoft.XMLHTTP " );
} catch (e) {}
}
} else { // Mozilla bs etc.
request = new XMLHttpRequest();
}
if ( ! request) {
return false ;
}
return request;
}
// sendMsg function of Httprequest
Httprequest.prototype.sendMsg = function (msg){
var http_request = this .creatHttprequest();
var reslult = "" ;
var methed = false ;
if (http_request) {
if (isIE) {
http_request.onreadystatechange =
function (){ // callBack function
if (http_request.readyState == 4 ) {
if (http_request.status == 200 ) {
reslult = http_request.responseText;
} else {
alert( " 您所请求的页面有异常。 " );
}
}
};
} else {
http_request.onload =
function (){ // callBack function of Mozilla bs etc.
if (http_request.readyState == 4 ) {
if (http_request.status == 200 ) {
reslult = http_request.responseText;
} else {
alert( " 您所请求的页面有异常。 " );
}
}
};
}
// send msg
if (msg != null && msg != "" ){
request_url = url + " ? " + Math.random() + " &msg= " + msg;
// encodeing utf-8 Character
request_url = encodeURI(request_url);
http_request.open( " GET " , request_url, false );
} else {
http_request.open( " GET " , url + " ? " + Math.random(), false );
}
http_request.setRequestHeader( " Content-type " , " charset=utf-8; " );
http_request.send( null );
}
return reslult;
}
</ script >
</ head >
< body >
< div >
< input type ="text" id ="sendMsg" ></ input >
< input type ="button" value ="发送消息" onclick ="send()" />
< br />< br />
< div style ="width:470px;overflow:auto;height:413px;border-style:solid;border-width:1px;font-size:12pt;" >
< div id ="msg_content" ></ div >
< div id ="msg_end" style ="height:0px; overflow:hidden" > </ div >
</ div >
</ div >
</ body >
< script type ="text/javascript" >
var data_comp = "" ;
// send button click
function send(){
var sendMsg = document.getElementById( " sendMsg " );
var hq = new Httprequest();
hq.sendMsg(sendMsg.value);
sendMsg.value = "" ;
}
// processing wnen message recevied
function writeData(){
var msg_content = document.getElementById( " msg_content " );
var msg_end = document.getElementById( " msg_end " );
var hq = new Httprequest();
var value = hq.sendMsg();
if (data_comp != value){
data_comp = value;
msg_content.innerHTML = value;
msg_end.scrollIntoView();
}
setTimeout( " writeData() " , 1000 );
}
// init load writeData
onload = writeData;
</ script >
</ html >
接下来是 Servlet ，如果你是用的 Tomcat ，在这里注意下编码问题，否则又是乱码，另外我使用 LinkedList 实现了一个队列，该队列的最大长度是 30 ，也就是最多能保存 30 条聊天信息，旧的将被丢弃，另外新的客户端进来后能读取到最近的信息：
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.LinkedList;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
/**
*
* @author rosen jiang
* @since 2009/02/06
*
*/
public class Ajax extends HttpServlet {
private static final long serialVersionUID = 1L ;
// the length of queue
private static final int QUEUE_LENGTH = 30 ;
// queue body
private static LinkedList < String > queue = new LinkedList < String > ();
/**
* response chat content
*
* @param request
* @param response
* @throws ServletException
* @throws IOException
*/
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
// parse msg content
String msg = request.getParameter( " msg " );
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat( " yyyy-MM-dd HH:mm:ss " );
// push to the queue
if (msg != null && ! msg.equals( "" )) {
byte [] b = msg.getBytes( " ISO_8859_1 " );
msg = sdf.format( new Date()) + " " + new String(b, " utf-8 " ) + " <br> " ;
if (queue.size() == QUEUE_LENGTH){
queue.removeFirst();
}
queue.addLast(msg);
}
// response client
response.setContentType( " text/html " );
response.setCharacterEncoding( " utf-8 " );
PrintWriter out = response.getWriter();
msg = "" ;
// loop queue
for ( int i = 0 ; i < queue.size(); i ++ ){
msg = queue.get(i);
out.println(msg == null ? "" : msg);
}
out.flush();
out.close();
}
/**
* The doPost method of the servlet.
*
* @param request
* @param response
* @throws ServletException
* @throws IOException
*/
public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
this .doGet(request, response);
}
}
打开浏览器，实验下效果，将就用吧，稍微有些延迟。还是看看长轮询吧，长轮询有三个显著的特征：
1. 服务器端会阻塞请求直到有数据传递或超时才返回。
2. 客户端响应处理函数会在处理完服务器返回的信息后，再次发出请求，重新建立连接。
3. 当客户端处理接收的数据、重新建立连接时，服务器端可能有新的数据到达；这些信息会被服务器端保存直到客户端重新建立连接，客户端会一次把当前服务器端所有的信息取回。
下图很好的说明了以上特征：
既然关注的是 BlazeDS 如何实现长轮询，那么有必要稍微了解下。 BlazeDS 包含了两个重要的服务，进行远端方法调用的 RPC service 和传递异步消息的 Messaging Service ，我们即将探讨的长轮询属于 Messaging Service 。 Messaging Service 使用 producer consumer 模式来分别定义消息的发送者 (producer) 和消费者 (consumer) ，具体到 Flex 代码，有 Producer 和 Consumer 两个组件对应。在广阔的互联网上有很多 BlazeDS 入门的中文教材，我就不再废话了。假设你已经装好 BlazeDS ，打开 WEB-INF/flex/services-config.xml 文件，在 channels 节点内加一个 channel 声明长轮询频道，关于 channel 和 endpoint 请参阅 About channels and endpoints 章节：
< endpoint url ="http://{server.name}:{server.port}/{context.root}/messagebroker/longamfpolling" class ="flex.messaging.endpoints.AMFEndpoint" />
< properties >
< polling-enabled > true </ polling-enabled >
< wait-interval-millis > 60000 </ wait-interval-millis >
< polling-interval-millis > 0 </ polling-interval-millis >
< max-waiting-poll-requests > 150 </ max-waiting-poll-requests >
</ properties >
</ channel-definition >
如何实现长轮询的玄机就在上面的 properties 节点内， polling-enabled = true ，打开轮询模式； wait-interval-millis = 6000 服务器端的潜伏期，也就是服务器会保持与客户端的连接，直到超时或有新消息返回（恩，看来这就是长轮询了）； polling-interval-millis = 0 表示客户端请求服务器端的间隔期， 0 表示没有任何的延迟； max-waiting-poll-requests = 150 表示服务器能承受的最大长连接用户数，超过这个限制，新的客户端就会转变为普通的轮询方式（至于这个数值最大能有多大，这和你的 web 服务器设置有关了，而 web 服务器的最大连接数就和操作系统有关了，这方面的话题不在本文内探讨）。
其实这样设置之后，长轮询的代码已经实现了一半了。恩，不错！看起来比异步 Servlet 实现起来简单多了。不过要实现和之前 Ajax 轮询一样的效果，还得实现自己的 ServiceAdapter ，这就是 Adapter 的用处：
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.LinkedList;
import flex.messaging.io.amf.ASObject;
import flex.messaging.messages.Message;
import flex.messaging.services.MessageService;
import flex.messaging.services.ServiceAdapter;
/**
*
* @author rosen jiang
* @since 2009/02/06
*
*/
public class MyMessageAdapter extends ServiceAdapter {
// the length of queue
private static final int QUEUE_LENGTH = 30 ;
// queue body
private static LinkedList < String > queue = new LinkedList < String > ();
/**
* invoke method
*
* @param message Message
* @return Object
*/
public Object invoke(Message message) {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat( " yyyy-MM-dd HH:mm:ss " );
MessageService msgService = (MessageService) getDestination()
.getService();
// message Object
ASObject ao = (ASObject) message.getBody();
// chat message
String msg = (String) ao.get( " chatMessage " );
if (msg != null && ! msg.equals( "" )) {
msg = sdf.format( new Date()) + " " + msg + " \r " ;
if (queue.size() == QUEUE_LENGTH){
queue.removeFirst();
}
queue.addLast(msg);
}
msg = "" ;
// loop queue
for ( int i = 0 ; i < queue.size(); i ++ ){
String chatData = queue.get(i);
if (chatData != null ) {
msg += chatData;
}
}
ao.put( " chatMessage " , msg);
message.setBody(ao);
msgService.pushMessageToClients(message, false );
return null ;
}
}
接下来注册该 Adapter ，打开 WEB-INF/flex/messaging-config.xml 文件，在 adapters 节点内加入一个 adapter-definition 来声明自定义 Adapter ：
接着定义一个 destination ，以便 Flex 客户端能订阅聊天室，组装好之前定义的长轮询频道和 adapter ：
< channels >
< channel ref ="long-polling-amf" />
</ channels >
< adapter ref ="myad" />
</ destination >
服务器端就算搞定了，接着搞定 Flex 那边的代码吧，灰常灰常的简单。先到 Building your client-side application 学习如何创建和 BlazeDS 通讯的 Flex 项目。然后在 chat.mxml 中写下：
< mx:Application xmlns:mx ="http://www.adobe.com/2006/mxml" creationComplete ="consumer.subscribe();send()" >
< mx:Script >
<![CDATA[
import mx.messaging.messages.AsyncMessage;
import mx.messaging.messages.IMessage;
private function send():void
{
var message:IMessage = new AsyncMessage();
message.body.chatMessage = msg.text;
producer.send(message);
msg.text = "";
}
private function messageHandler(message:IMessage):void
{
log.text = message.body.chatMessage + "\n";
}
]]>
</ mx:Script >
< mx:Producer id ="producer" destination ="chat" />
< mx:Consumer id ="consumer" destination ="chat" message ="messageHandler(event.message)" />
< mx:Panel title ="Chat" width ="100%" height ="100%" >
< mx:TextArea id ="log" width ="100%" height ="100%" />
< mx:ControlBar >
< mx:TextInput id ="msg" width ="100%" enter ="send()" />
< mx:Button label ="Send" click ="send()" />
</ mx:ControlBar >
</ mx:Panel >
</ mx:Application >
之前我们说到的 Producer 和 Consumer 组件在这里出现了，由于我们要订阅的是同一个聊天室，所以 destination="chat" ，而 Consumer 组件则注册回调函数 messageHandler() ，处理异步消息的到来。当打开这个聊天客户端的时候，在 creationComplete 初始化完成后，立即进行 consumer.subscribe() ，其实接下来应该就能直接收到服务器端回馈的聊天记录了，但是我没仔细学习如何监听客户端的订阅，所以在这里我直接 send() 了一个空消息以便服务器端能回馈已有的聊天记录，接下来我就不用再讲解了，都能看懂。
现在打开浏览器，感受下长轮询的效果吧。不过遇到个问题，如果 FF 同时开两个聊天窗口，第二个打开的会有延迟感， IE 也是，按照牛人们的说法，当一个浏览器开两个以上长连接的时候才会有延迟感，不解。 BlazeDS 的长轮询也不是十全十美，有人说它不是真正的“实时” The Truth About BlazeDS and Push Messaging ，随即引发出口水仗，里面提到的 RTMP 协议在 2009 年 1 月已开源，相信以后 BlazeDS 会更“实时”；接着又有人说 BlazeDS 不是非阻塞式的，这个问题后来也没人来对应。罢了，毕竟BlazeDS才开源不久，容忍一下吧。最后，我想说的是，不论 BlazeDS 到底有什么问题，至少实现起来是轻松的，在 Servlet 3.0 没发布之前，是个不错的选择。
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