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Stay Connected Mobile Pushing Apps mit WebSockets Alexander Schulze Predrag Stojadinovic jWebSocket – Open Source Cross-Browser/Cross-Platform WebSocket.

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Präsentation zum Thema: "Stay Connected Mobile Pushing Apps mit WebSockets Alexander Schulze Predrag Stojadinovic jWebSocket – Open Source Cross-Browser/Cross-Platform WebSocket."—  Präsentation transkript:

1 Stay Connected Mobile Pushing Apps mit WebSockets Alexander Schulze Predrag Stojadinovic jWebSocket – Open Source Cross-Browser/Cross-Platform WebSocket Solution

2 Die heutige Session Agenda Kommunikation mit WebSockets Wo, Was, Warum, Wie, Wohin WebSocket Server und Browser Client WebSocket Kommunikation für mobile Apps Android Demos und Code Beispiele jWebSocket – Stay Connected

3 Apps im Wandel Mehr Kommunikation statt reiner Information Entertainment, sofortiger Erlebnisaustausch Wir werden immer mehr online sein Text, Fotos, Videos, Music, Geo-Location etc. Angebote für stationäre und mobile Geräte Browser-, Desktop- und Mobile-Apps verschmelzen WebSockets helfen die User besser zu verbinden jWebSocket – Stay Connected

4 Grundlage WebSockets WebSockets sind bidirektional und permanent Effiziente Echtzeit-Kommunikation statt umständlichem Request/Response-Protokoll WebSockets helfen Interoperabilität herzustellen Standardisierter Handshake und Paketaustausch für stationäre und mobile Plattformen Web und Mobile Apps brauchen... sichere, zuverlässige und schnelle Kommunikation jWebSocket – Stay Connected

5 Was wir haben: HTTP HTTP - designed zur Übertragung von Dokumenten Alle umständlichen, nearly realtime Tricks wie... Polling, Reverse-AJAX Chunking, Comet etc......sind letztlich nicht standardisierte Hacks! HTTP bleibt ein Request/Response Mechanismus jWebSocket – Stay Connected

6 Nearly Realtime Mechanismen Polling Senden regelmäßiger Anfragen mit sofortiger Antwort Viele Verbindungen, hohes Volumen, niedrige Effizienz (insbesondere bei niedriger Datenrate) Long Polling Regelmäßige Anfragen mit Offenhalten der Verbindung Hohes Volumen, 2 Kanäle pro Client, Puffer-Problem, viele Verbindungen (insbesondere bei hoher Datenrate) jWebSocket – Stay Connected

7 Kosten Kalkulation Volumen und Bandbreite HTTP Annahme: 800 Bytes für Requests + Response (bis 2KB) Clients x 800 Bytes = 800 KB => 6,4 Mbit/s Clients x 800 Bytes = 8 MB => 64 Mbit/s Clients x 800 Bytes = 80 MB => 640 Mbit/s Und das nur fürs Protokoll – ohne Nutzdaten ! jWebSocket – Stay Connected

8 WebSockets ? WebSockets – Was ist das ? Bidirektionales Full-Duplex Protokoll zwischen Browser Clients und WebSocket Server Ebenso für Desktop oder Mobile Apps verwendbar Designed für permanente/langhaltende Verbindungen Standardisiert in HTML5, W3C-API, IETF-Protokoll (http://tools.ietf.org/html/draft-hixie-thewebsocketprotocol-76) WebSockets sind TCP – nicht HTTP – basiert ! jWebSocket – Stay Connected

9 TCP statt HTTP Umfangreiche Freiheiten Keinerlei Bindung an bestimmte Datenformate Keinerlei Vorgaben für Inhalte oder Verarbeitung Aber auch hohe Verantwortung Datenformate und Kommunikationslogik müssen selbst implementiert werden Ebenso alle Sicherheitsmechanismen ! jWebSocket – Stay Connected

10 Verbindungsaufbau Handshake jWebSocket – Stay Connected Client GET {path} HTTP/1.1 Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade Host: {hostname}:{port} Origin: Sec-WebSocket-Key1: {sec-key1} Sec-WebSocket-Key2: {sec-key2} 8 Bytes generated {sec-key3} Server HTTP/ WebSocket Protocol Handshake Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Origin: Sec-WebSocket-Location: ws://{hostname}:{port}/ 16 Bytes MD5 Checksum

11 Verbindungsaufbau Handshake (Same Origin Policy, IETF Draft #76) jWebSocket – Stay Connected Client GET /services/chat/;room=Foyer HTTP/1.1 Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade Host: jwebsocket.org Origin: Sec-WebSocket-Key1: 46546xW%0l 1 5 Sec-WebSocket-Key2: Y3 1.P00 ^n:ds[4U Server HTTP/ WebSocket Protocol Handshake Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Origin: Sec-WebSocket-Location: ws://jwebsocket.org/ services/chat 8jKS'y:G*Co,Wxa-

12 Bidirektionaler Datenaustausch Textframes (freigegeben) 0x00 0xFF Keine theoretische Längenbegrenzung, JavaScript: 4 GB Binärframes (noch nicht freigegeben) 0x80-0xFF Das WebSocket Protokoll lebt! Aktuell IEFT Draft #76 (Änderungen erwartet) jWebSocket – Stay Connected

13 WebSockets TCP vs. HTTP Kalkulation Volumen und Bandbreite WebSockets Feststellung: 2 Bytes für Requests + Response Clients x 2 Bytes = 2 KB => 0,016 Mbit/s Clients x 2 Bytes = 20 KB => 0,16 Mbit/s Clients x 2 Bytes = 200 KB => 1,6 Mbit/s Protokoll-Overhead: Ein-vierhundert-stel ! jWebSocket – Stay Connected

14 WebSockets – Warum? Schneller, billiger, offener Schlankere Kommunikation (TCP vs. HTTP overhead) WebSockets ersetzen XHR und Comet schrittweise Belegt nur einen Kanal (bidirektional, full-duplex) Ressourcenschonend und kostenreduzierend, doppelt so viele Clients gleichzeitig pro Server Keine Protokollvorgaben oder Bindung an bestimmte Datenformate jWebSocket – Stay Connected

15 WebSockets - Wofür WebSockets sind die perfekte Basis für... Online-Games und Online-Collaboration Remote Control und Monitoring Streaming und Chat Soziale Netzwerke Cluster und Grids jWebSocket – Stay Connected

16 HTML5 Browser WebSockets im Browser jWebSocket – Stay Connected var lWebSocketClient = new WebSocket("ws://jwebsocket.org:8787"); // tries to open the TCP connection and to exchange handshake lWebSocketClient.onopen = function(aEvent) { // connection has successfully been established } lWebSocketClient.onmessage = function(aEvent) { // a data packet has completely been received in aEvent.data } lWebSocketClient.onclose = function(aEvent) { // the connection has been terminated } lWebSocketClient.send("Hello World!"); // sends a UTF-8 text message to the server lWebSocketClient.close(); // terminates the connection

17 Kompatibilität X-Browser und X-Plattform kompatibel Nativ in Chrome 4/5/6, Firefox 4, Safari 5, IE 6/7/8, Opera 9/10 und ältere Browser mit FlashBridge Clients für Android, Symbian und Blackberry, iPhone ab Dezember 2010 jWebSocket – Stay Connected

18 Token jWebSocket Token Modell Alle Knoten in einem WebSocket Netzwerk sind von Geburt an erstmal dumm Alle Beteiligten müssen sich auf eine gemeinsame Sprache einigen, um eingehende Pakete zu verstehen Zum Beispiel JSON, XML oder auch CSV Abstrakt: Datenobjekte, in jWebSocket Token jWebSocket – Stay Connected

19 jWebSocket Server Server Infrastruktur Engines Tokens Server Filter Plug-Ins Listener jWebSocket – Stay Connected

20 jWebSocket JavaScript Client Client Infrastruktur Basis WebSocket Client Token Client Erweiterbar mit Plug-Ins Features Connection Management Session Management Authentifizierung und Autorisierung jWebSocket – Stay Connected

21 WebSockets – Wie? Fertige Libraries verfügbar (Open Source, LGPL) Browser Client in JavaScript jWebSocket.js inkl. FlashBridge und JSON Support jWebSocket Server als.jar,.war,.exe oder Service Client für Java SE z.B. für Swing Desktop Apps Clients für Android, Symbian und BlackBerry (iPhone ab Dezember 2010) jWebSocket – Stay Connected

22 Android - Dalvik VM Android Apps in Java Im Prinzip Java 1.5, inkl. Collections, Annotations etc. Googles eigene Dalvik VM: optimiert für mobile Geräte, sehr kompakt, aber leider nicht byte-code kompatibel Wie schon unter Java ME leidlich erfahren: Write Once Run Everwhere gehört der Vergangenheit an Spezielle Android Builds der Libraries erforderlich, eigene re-compilieren, Third-Party Libs im Source jWebSocket – Stay Connected

23 Low-Level-Interface Java Client für Android, Symbian und BlackBerry jWebSocket – Stay Connected public interface WebSocketClient { void open(String aURL) throws WebSocketException; void send(WebSocketPacket aPacket) throws WebSocketException; void close() throws WebSocketException; boolean isConnected(); void addListener(WebSocketClientListener aListener); void removeListener(WebSocketClientListener aListener); void notifyOpened(WebSocketClientEvent aEvent); void notifyPacket(WebSocketClientEvent aEvent, WebSocketPacket(aPacket); void notifyClosed(WebSocketClientEvent aEvent); }

24 Listener Gleiches API wie bei den Web Clients jWebSocket – Stay Connected public interface WebSocketClientListener { void processOpened(WebSocketClientEvent aEvent); void processPaket(WebSocketClientEvent aEvent, WebSocketPacket aPacket); void processClosed(WebSocketClientEvent aEvent); }

25 Java WebSocket Client jWebSocket – Stay Connected public class MyWebSocketTokenClient implements WebSocketTokenClientListener { public MyWebSocketClient() { try { client = new BaseTokenClient(); client.addListener(this); } catch (Exception ex) { // exception handling } public void processOpened(WebSocketClientEvent aEvent) { System.out.println("Opened."); } public void processPacket(WebSocketClientEvent aEvent, WebSocketPacket aPacket) { // optionally evaluate the raw datapacket } public void processToken(WebSocketClientEvent aEvent, Token aToken) { System.out.println("Received Token: + aToken.toString()); } public void processClosed(WebSocketClientEvent aEvent) { System.out.println("Closed."); } public void connect(String aURL) { try { client.open(aURL); } catch (WebSocketException ex) { // exception handling } public void disconnect() { try { client.close(); } catch (WebSocketException ex) { // exception handling }

26 Android Demo App MainActivity Listview ConfigActivity URL Username Password jWebSocket – Stay Connected

27 Android Fundamentals jWebSocket – Stay Connected WebSocket App Verbindung aufbauen Nachrichten empfangen Nachrichten senden Nachrichten broadcasten Verbindung trennen

28 Android Canvas Demo Online-Collaboration Mehrere Benutzer arbeiten am gleichen Dokument Beispiel: SharedCanvas jWebSocket – Stay Connected

29 Android - Fotos übertragen Imagetransfer jWebSocket FileSystem Plug-In Benachrichtigung bei Änderungen Binärdaten werden Base64 codiert, Optimierung mit neuem Binärprotokoll umgehend erwartet Snapshot Demo! jWebSocket – Stay Connected

30 Ausblick Wir haben noch viel vor... SSO und Authentification/Autorisation API Remote Procedure Calls (RPC) Cloud API, Smart Grids und Cluster Shared Objects und FileSharing API JDBC Bridge und Database API Externe Service Nodes jWebSocket – Stay Connected

31 In eigener Sache Das jWebSocket Team sucht Unterstützung! Java EE, SE, ME, JavaScript, Objective C... Android, Symbian, BlackBerry, iPhone... Ideen für innovative Apps willkommen! Wir bieten... Umfangreiche Erfahrungen eines internationalen Teams Erstklassigen Support für eigene Projekte Unterstützung beim Aufbau eigener Reputation jWebSocket – Stay Connected

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Fragen & Antworten Alexander Schulze Predrag Stojadinovic Forum & Download jWebSocket – Stay Connected


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