浅析Comet技术在Java Web实时系统开发中的应用

浅析Comet技术在JavaWeb实时系统开发中的应用

摘要:Comet技术通过实现服务器推(serverpush)来解决AJAX需要定时频繁发送请求的问题，从而给Web实时系统带来了全新的交互性。本文分析了Comet技术的两种实现方式:长轮询方式(long-polling)和流方式(streaming)，并通过一个服务器推送随即数的实例，展示了使用Comet技术开发JavaWeb实时系统的开发方法和步骤。

关键词:Comet;AJAX;服务器推送;Web实时系统

HTTP协议是互联网上大量信息交换的基础，其特点是，它是基于请求—响应模式的无状态的单向协议，即必须由客户端发起一个请求建立连接，服务器接收请求，把数据返回给客户端，然后释放连接。下一次，再由客户端发起另一次请求，重复上述过程。服务器始终处于“被动”地位。

HTTP协议这一特点，既成就了它的成功，也导致了它的局限性。服务器处理请求的经典模式是一个线程处理一个连接，结束之后，关闭该连接，释放线程以服务于其他请求。只要响应速度足够快，那么我们可以以相对较少的服务器为数量庞大的用户提供服务。这非常适合于传统的Web应用，比如:搜索引擎、内容管理系统和电子商务网站等。然而，这种方式并不能满足有实时性要求的应用的需求，很多应用都需要服务器能实时地将更新的信息传送到客户端，而无须客户端发出请求。例如，新闻标题、证券报价和拍卖行情等。

在Web的早期，人们通过在HTML头部加入META元信息来实现HTML自动刷新。该标记指示浏览器每隔一定的时间间隔刷新一次页面。这不仅带来糟糕的用户体验，而且是一种低效的做事方式。因为如果没有新的数据，该页面就没必要刷新;如果页面只存在小范围内的变化，该页面就没有必要全部刷新。

AJAX(AsynchronousJavaScriptandXML，异步JavaScript和XML)的出现改变了上述情况。Ajax的工作原理相当于在客户和服务器之间加了—个中间层，使客户请求与服务器响应异步化。并不是所有的请求都提交给服务器，像—些数据验证和数据处理等都交给AJAX引擎自己来做，只有确定需要从服务器读取新数据时再由AJAX引擎代为向服务器提交请求。使用Ajax的最大优点就是能在不刷新整个页面的前提下维护数据，使得Web应用程序更为迅捷地响应用户交互，并避免了在网络上发送那些没有改变的信息。然而，AJAX仍然受限于Web请求/响应模式的弱点，使得服务器不能推送实时动态的Web数据。

1Comet技术实现方式[1]

Comet技术被称为反AJAX(ReverseAJAX)技术，它通过实现服务器推(serverpush)来解决AJAX需要定时频繁发送请求的问题。通过Comet，客户端所需要的响应信息不再需要主动地去索取，而是在服务器端以事件(Event)的形式推至客户端。

Comet技术的实现方式有两种:长轮询方式(long-polling)和流方式(streaming)。

长轮询:HTTP的连接保持，服务器端会阻塞请求，直到服务器端有一个事件触发或者到达超时。客户端在收到响应后再次发出请求，重新建立连接。通过这种方式，服务器可以在数据可用的任何时候将数据“推”到客户端。因为这种方案基于AJAX，请求异步发出，无须安装插件，IE、MozillaFireFox都支持。

流方式:在流方式中，服务器推数据返回客户端，但不关闭连接，连接始终保持，直到超时，超时后通知客户端重新建立连接，并关闭原来的连接。

在长轮询方式下，客户端是在XMLHttpRequest的readystate为4(即数据传输结束)时调用回调函数，进行信息处理。当readystate为4时，数据传输结束，连接已经关闭。MozillaFirefox提供了对流方式的支持，即readystate为3时(数据仍在传输中)，客户端可以读取数据，从而无须关闭连接，就能读取处理服务器端返回的信息。IE在readystate为3时，不能读取服务器返回的数据，目前IE不支持流方式。

不管是长轮询还是流，请求都需要在服务器上存在一段较长时间，因此Comet被称为“基于HTTP长连接的服务器推技术”。这打破了每个请求一个线程的模型。这个模型显然对Comet不适用。Java对此提出了非阻塞IO(non-blockingIO)解决方案，Java通过它的NIO库提供非阻塞IO处理Comet。

传统的阻塞式IO，每个连接必须要开一个线程来处理，您始终从一个线程中读取流直到整个流完成，然后关闭连接。因此阻塞式IO对大量并发的短生命周期连接不会造成问题。而非阻塞IO处理连接是异步的。当某个连接发送请求到服务器，服务器把这个连接请求当作一个请求“事件”，并把这个“事件”分配给相应的函数处理。我们把这个处理函数放到线程中去执行，执行完就把线程归还。这样一个线程就可以异步地处理多个事件。

为了获得事件通知，我们需要一个机制，它只在需要读时才读，需要写时才写，但又保持连接打开以迅速响应发生的事件。为了方便这个过程，就要用到NIO，它已是1.4版本以后的Java语言的一部分。

2使用Java开发Comet风格的Web应用

支持Comet的JavaWeb开源服务器有Tomcat6.0.14和Jetty6.1.14，它们的实现方法各不相同。下面我们以Tomcat为例来说明开发Comet风格的Web应用的步骤[2]。

本例以流方式实现了一个Comet应用。服务器每隔一定的时间间隔产生一个0~9之间的随机数，将数据推送到客户端。客户端接收并显示。

第一，要下载和安装Tomcat6.X(本文截稿时，Tomcat最新版本是6.0.24)。

第二，为了使用Comet，要求服务器支持NIO，所以要修改Tomcat配置文件conf/server.xml，即启用异步版本的IO连接器，这个非常关键。如下所示:

第三，该项目需要Comet的API支持，Tomcat6自带的CometAPI包为catalina.jar，在Tomcat安装目录下的lib目录中。

第四，编写Servlet。通过servlet实现CometProcessor接口。这个接口要求实现event()方法，在配置的Http11NioProtocol调用event()方法来处理请求，而不是doGet或doPost。最基本的支持Comet的servlet实现如程序清单1所