多線程環境下透過 WebSocket 推送資料到前端的實作指南

問題背景

系統中有多個查詢線程分別輪詢不同設備獲取資料，當使用者開啟網頁時會自動建立 WebSocket 連線。查詢線程與 WebSocket 連線管理屬於不同執行緒，如何在查詢線程中呼叫 WebSocket 的 send 方法將即時資料推送給前端？

核心架構：Session 註冊表

採用「生產者-消費者」模式，後端維護一個線程安全的 Map<String, Session>（或 ConcurrentHashMap），Key 為使用者唯一標識（如 userId、deviceId），Value 為對應的 javax.websocket.Session 物件。

關鍵步驟

1. 連線建立時註冊：@OnOpen 方法中將 Session 放入 Map。
2. 連線關閉時移除：@OnClose / @OnError 移除 Map 中對應條目，防止記憶體洩漏。
3. 查詢線程推送資料：查詢到資料後，遍歷 Map 或依特定 Key 取得 Session，呼叫 session.getBasicRemote().sendText(json) 或 sendBinary。

程式碼範例

@ServerEndpoint("/websocket/{userId}")
@Component // Spring 管理
public class DeviceWebSocket {

    private static final ConcurrentHashMap<String, Session> sessions = new ConcurrentHashMap<>();

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session, @PathParam("userId") String userId) {
        sessions.put(userId, session);
    }

    @OnClose
    public void onClose(@PathParam("userId") String userId) {
        sessions.remove(userId);
    }

    /** 供查詢線程呼叫的靜態推送方法 */
    public static void pushData(String userId, String jsonPayload) {
        Session session = sessions.get(userId);
        if (session != null && session.isOpen()) {
            try {
                session.getBasicRemote().sendText(jsonPayload);
            } catch (IOException e) {
                log.error("WebSocket 推送失敗: {}", e.getMessage());
                sessions.remove(userId); // 發送失敗視為連線異常，清理
            }
        }
    }
}

查詢線程中調用

// 查詢線程內部
String payload = buildJson(deviceId, sensorData);
DeviceWebSocket.pushData(targetUserId, payload);

進階考量

• 廣播場景：若需推送給所有線上使用者，可 sessions.values().forEach(s -> ...)，注意效能與背壓。
• 叢集部署：單機 Map 無法跨節點共享，需引入 Redis Pub/Sub、Kafka 或 Spring Cloud Stream 實現分散式推送。
• 心跳機制：定期發送 Ping/Pong 檢測死連線，配合 @OnError 清理殭屍 Session。
• 非同步發送：高併發下建議使用 session.getAsyncRemote() 避免阻塞查詢線程。

總結

核心在於「共享 Session 註冊表」+「線程安全存取」。查詢線程只需持有使用者標識，即可隨時從註冊表取得 Session 並推送資料，實現真正的伺服器主動推送。