重学SpringBoot3-Spring WebFlux之SSE服务器发送事件

CoderJia 236 2024-10-27

ChatGPT 刚出的时候，让大伙很好奇的是它是如何实现的逐字输出的？答案就是 SSE （服务器发送事件）。随着实时数据和响应式编程的需求不断增加，服务器发送事件（Server-Sent Events，简称 SSE）在现代 Web 应用程序中越来越受欢迎。SSE 提供了一种轻量级的服务器推送数据给客户端的方式，适合用于监控、实时通知、股票价格更新等场景。

在 Spring Boot 3 中，结合响应式编程的理念，SSE 的实现变得更加简洁和高效。本文将详细介绍如何使用 Spring Boot 3 来实现 SSE 服务端推送，并讨论响应式编程在此过程中的重要性和优势。

1. 什么是 SSE？

服务器发送事件（SSE） 是一种从服务器向客户端推送数据的技术，属于 HTML5 的一部分。与传统的 HTTP 请求-响应模型不同，SSE 是单向的，服务器可以持续不断地向客户端发送数据，而客户端通过一次长连接持续接收这些更新。

相比 WebSocket，SSE 有以下特点：

  • 单向通信：SSE 仅允许服务器向客户端推送数据，客户端无法向服务器发送数据。
  • 基于 HTTP 协议：SSE 是建立在 HTTP 协议之上的，浏览器原生支持，不需要额外的协议处理。
  • 自动重连：SSE 支持自动重连，当连接意外断开时，客户端会自动尝试重新连接服务器。

2. Spring Boot 3 响应式编程与 SSE

Spring Boot 3 提供了对响应式编程的全面支持，基于 Project Reactor 实现异步、非阻塞的流式数据处理。而响应式编程非常适合实现 SSE，因为它允许我们以非阻塞的方式持续推送数据，而不会阻塞服务器的资源。

Spring WebFlux 是 Spring Boot 3 中用于构建响应式应用的核心框架，它可以无缝集成 SSE，为我们提供简单高效的服务器推送功能。

为什么选择响应式编程实现 SSE？

传统的阻塞式编程在处理长连接（如 SSE）时可能会占用大量服务器资源。响应式编程通过非阻塞 I/O 操作，不仅可以高效处理长时间的连接，还能在有新数据时立即推送给客户端。响应式流（如 Flux）天然适合于这种流式数据推送场景。

3. 实现 SSE 的基本步骤

我们将通过以下步骤实现一个简单的 SSE 服务端推送应用：

  1. 创建 Spring Boot 项目并引入 WebFlux 依赖。
  2. 实现服务端推送 SSE 事件流。
  3. 编写客户端接收 SSE 数据。
  4. 测试与优化。

3.1 创建 Spring Boot 项目

首先，创建一个新的 Spring Boot 3 项目，并确保引入了 spring-boot-starter-webflux 依赖。可以通过 Maven 或 Gradle 配置：

Maven 依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

3.2 实现服务端推送 SSE 事件流

在 Spring WebFlux 中，SSE 通过返回 Flux<ServerSentEvent<T>> 这种响应流来实现。下面我们实现一个简单的 SSE 控制器，它会每隔一段时间向客户端推送当前的时间信息。

示例控制器：

package com.coderjia.boot3webflux.controller;

import org.springframework.http.codec.ServerSentEvent;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import reactor.core.publisher.Flux;

import java.time.Duration;
import java.time.LocalTime;

/**
 * @author CoderJia
 * @create 2024/10/27 下午 07:03
 * @Description
 **/
@Controller
public class SseController {

    @GetMapping("/sse/stream")
    public Flux<ServerSentEvent<String>> streamSse() {
        return Flux.interval(Duration.ofSeconds(1))
                .map(sequence -> ServerSentEvent.<String>builder()
                        .id(String.valueOf(sequence))
                        .event("periodic-event")
                        .data("Current time: " + LocalTime.now())
                        .build());
    }
}

解释：

  • Flux.interval(Duration.ofSeconds(1))：创建一个每秒发出事件的响应式流。
  • ServerSentEvent.builder()：构建 ServerSentEvent 对象，它可以包含 id、event 和 data 等信息，符合 SSE 规范。
  • map()：将流中的每个事件映射为 ServerSentEvent，并附带当前的时间信息。

3.3 客户端接收 SSE 数据

客户端可以使用 JavaScript 原生的 EventSource API 来接收服务器发送的 SSE 数据流。

示例 HTML + JavaScript 客户端

resources/static/index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>SSE Example</title>
</head>
<body>
<h1>Server-Sent Events (SSE) Example</h1>
<div id="messages"></div>
<script src="https://unpkg.com/axios/dist/axios.min.js"></script>
<script>

    const http = axios.create({
        baseURL: 'http://localhost:8080/',
        timeout: 100000,
        responseType: 'stream',
        onDownloadProgress: function (progressEvent) {
            // 获取 messages 元素
            const messagesElement = document.getElementById("messages");

            // 清除现有内容
            messagesElement.innerHTML = "";

            // 添加新内容
            const newElement = document.createElement("div");
            newElement.innerHTML = progressEvent.event.currentTarget.responseText + "<br/>";
            messagesElement.appendChild(newElement);
        },
    });

    http.get('/sse/stream')
        .then(function (response) {
            // 处理成功情况
            console.log(response);
        })
        .catch(function (error) {
            // 处理错误情况
            console.log(error);
        })
        .finally(function () {
            // 总是会执行
        });
</script>
</body>
</html>

解释

  • EventSource("/sse/stream")：EventSource 是浏览器提供的一个用于和服务器建立连接，接收服务器发送事件的接口。在客户端发起与服务器的 SSE 长连接。服务器通过 /sse/stream 推送事件。
  • onmessage：处理服务器发送的消息，并将消息显示在页面上。
  • onerror：当连接发生错误时关闭连接，避免持续消耗资源。

4. 测试 SSE

运行 Spring Boot 应用，并访问 /sse/stream，可以看到服务器每秒钟向客户端推送一次当前时间信息。

接口请求

header 里的 Content-Type 为 text/event-stream。

Content-Type

可以通过浏览器打开 http://localhost:8080/，在页面中将会每秒钟显示一次服务器推送的数据流。这就验证了 SSE 在 Spring Boot 3 中的实现。

浏览器展示

5. 优化与扩展

5.1 增加随机数据推送

为了模拟更真实的场景，可以增加一些随机数据或实时数据更新。假设我们希望推送随机的股票价格，我们可以这样修改：

@GetMapping("/sse/stocks")
public Flux<ServerSentEvent<String>> streamStockPrices() {
    return Flux.interval(Duration.ofSeconds(1))
            .map(sequence -> ServerSentEvent.<String>builder()
                    .id(String.valueOf(sequence))
                    .event("stock-update")
                    .data("Stock price: $" + ThreadLocalRandom.current().nextInt(100, 200))
                    .build());
}

在这个例子中，每秒推送一次随机的股票价格更新。

5.2 增加心跳检测（Ping）

SSE 连接如果长时间没有数据传输，可能会被中断。为此，SSE 规范推荐发送 "ping" 消息来保持连接活跃。可以通过 ServerSentEvent 的 comment() 来发送心跳信息：

@GetMapping("/sse/stream-with-ping")
public Flux<ServerSentEvent<String>> streamWithPing() {
    return Flux.interval(Duration.ofSeconds(1))
            .map(sequence -> {
                if (sequence % 5 == 0) {  // 每5秒发送一次心跳
                    return ServerSentEvent.<String>builder()
                            .comment("ping")
                            .build();
                } else {
                    return ServerSentEvent.<String>builder()
                            .data("Current time: " + LocalTime.now())
                            .build();
                }
            });
}

5.3 使用 MediaType.TEXT_EVENT_STREAM 响应

虽然 ServerSentEvent 是处理 SSE 的标准类，但你也可以直接返回 Flux<T>，Spring 会自动将其转换为事件流。如果你想简化代码，可以这样写：

@GetMapping(value = "/sse/simple", produces = MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE)
public Flux<String> simpleSse() {
    return Flux.interval(Duration.ofSeconds(1))
            .map(sequence -> "Current time: " + LocalTime.now());
}

这里直接返回 Flux<String>，Spring WebFlux 会自动推送数据。

6. SSE 与 WebSocket 的对比

SSE 和 WebSocket 都是实时通信的重要技术，但它们有不同的适用场景：

  • SSE：单向通信，服务器推送数据到客户端，适合轻量级的通知、监控、消息更新等场景。使用简单，基于 HTTP。
  • WebSocket：双向通信，适合复杂的交互场景，如实时聊天、在线游戏等。WebSocket 是基于 TCP 的全双工连接，相对更复杂。

对于简单的实时更新场景，如股票价格更新、推送通知等，SSE 更加轻量且易于实现。

7. 总结

Spring Boot 3 提供了简单、强大的 SSE 实现，结合响应式编程的特性，使得我们可以轻松构建高效的服务器推送应用。在实际项目中，SSE 非常适合用于推送实时数据或监控信息，尤其在需要轻量且可靠的单向通信时。通过 Spring WebFlux 和 Project Reactor，SSE 的实现可以以非阻塞的方式运行，极大提升了应用的并发处理能力。

希望这篇博客对你理解 Spring Boot 3 中的 SSE 服务端推送有所帮助，如果有任何问题或想法，欢迎讨论！

SpringBoot3