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Flutter for OpenHarmony:shelf_web_socket 快速构建 WebSocket 服务端,实现端到端实时通信(WebSocket 服务器) 深度解析与鸿蒙适配指南

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前言

在移动应用开发中,我们通常扮演“客户端”的角色,去连接远程的 WebSocket 服务。但有时,我们需要在设备本身运行一个微型服务器,例如用于局域网内的设备发现、P2P 文件传输信令,或者在调试模式下作为数据广播源。

shelf_web_socket 是基于 Dart 标准 Web 服务器框架 shelf 的 WebSocket 处理器。它能让你在 Flutter 应用(包括 OpenHarmony)中轻松启动一个能够处理 WebSocket 连接的 HTTP 服务。

一、核心概念

  • Shelf: Dart 的 Web 服务器中间件管道框架(类似 Express.js)。
  • Handler: 处理请求并返回响应的函数。
  • WebSocketChannel: 下层封装,让 WebSocket 操作像 Stream 一样简单。

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建立连接 ws://ip:port

协议升级请求 (Upgrade Request)

升级成功 (Success)

数据流/接收端 (Stream/Sink)

WebSocket 客户端\\n(App/浏览器)

鸿蒙应用\\n(shelf_web_socket)

处理器 (shelf handler)

通信通道 (WebSocketChannel)

二、集成与基础用法

2.1 添加依赖

dependencies:
shelf: ^1.4.0
shelf_web_socket: ^3.0.0
web_socket_channel: ^3.0.0

2.2 启动基础服务

import 'package:shelf/shelf_io.dart' as shelf_io;
import 'package:shelf_web_socket/shelf_web_socket.dart';
import 'package:web_socket_channel/web_socket_channel.dart';

void main() async {
// 定义 WebSocket 处理器
var handler = webSocketHandler((WebSocketChannel webSocket) {
webSocket.stream.listen((message) {
print('收到消息: $message');
webSocket.sink.add('服务端已收到: $message');
});
});

// 启动服务,监听所有 IP (0.0.0.0)
var server = await shelf_io.serve(handler, '0.0.0.0', 8080);
print('WebSocket 服务已启动: ws://${server.address.host}:${server.port}');
}

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三、进阶场景与示例

3.1 示例一:广播消息

实现一个聊天室功能,将一个客户端发来的消息广播给所有连接者。

import 'package:shelf_web_socket/shelf_web_socket.dart';
import 'package:web_socket_channel/web_socket_channel.dart';

final List<WebSocketChannel> _clients = [];

var broadcastHandler = webSocketHandler((WebSocketChannel webSocket) {
_clients.add(webSocket);
print('新客户端连接,当前在线: ${_clients.length}');

webSocket.stream.listen((message) {
// 广播给其他客户端
for (var client in _clients) {
if (client != webSocket) {
client.sink.add(message);
}
}
}, onDone: () {
_clients.remove(webSocket);
print('客户端断开,剩余: ${_clients.length}');
});
});

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3.2 示例二:鉴权校验

在建立连接前检查 Header 中的 Token。

import 'package:shelf/shelf.dart';
import 'package:shelf_web_socket/shelf_web_socket.dart';

Handler authMiddleware(Handler innerHandler) {
return (Request request) {
if (request.headers['Authorization'] != 'Bearer my_secret_token') {
return Response.forbidden('未授权访问');
}
return innerHandler(request);
};
}

// 使用 Pipeline 组装
// var handler = Pipeline().addMiddleware(authMiddleware).addHandler(wsHandler);

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3.3 示例三:处理二进制数据

WebSocket 不仅能传字符串,还能传字节流(如图片片段)。

import 'dart:typed_data';

var binaryHandler = webSocketHandler((WebSocketChannel webSocket) {
webSocket.stream.listen((message) {
if (message is List<int>) {
print('收到二进制数据,长度: ${message.length}');
// 处理二进制逻辑…
} else {
print('收到文本: $message');
}
});
});

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四、OpenHarmony 平台适配

4.1 网络权限

作为服务端,你需要监听端口,这同样需要 Internet 权限。

"requestPermissions": [
{ "name": "ohos.permission.INTERNET" }
]

4.2 后台运行限制

移动操作系统通常限制应用在后台运行服务。如果你的 WebSocket 服务需要长期运行,建议在前台 Service 中启动,或仅在 App 前台可见时运行。

五、完整实战示例:局域网即时画板服务端

本示例将在 OpenHarmony 设备上启动一个 WebSocket 服务。任何连接到该服务的客户端(可以是另一个 App 或浏览器)发送的坐标点,都会被广播给其他人,实现多端协同绘图。

5.1 示例代码

import 'dart:async';
import 'dart:io';
import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:shelf/shelf_io.dart' as shelf_io;
import 'package:shelf_web_socket/shelf_web_socket.dart';
import 'package:web_socket_channel/web_socket_channel.dart';

void main() {
runApp(const MaterialApp(home: ServerPage()));
}

class ServerPage extends StatefulWidget {
const ServerPage({super.key});


State<ServerPage> createState() => _ServerPageState();
}

class _ServerPageState extends State<ServerPage> {
HttpServer? _server;
final List<WebSocketChannel> _sockets = [];
final List<String> _logs = [];
String _ipInfo = '获取中…';


void initState() {
super.initState();
_getIpAddress();
}

Future<void> _getIpAddress() async {
try {
final interfaces = await NetworkInterface.list(type: InternetAddressType.IPv4);
final ip = interfaces.first.addresses.first.address;
setState(() => _ipInfo = ip);
} catch (e) {
setState(() => _ipInfo = '无法获取 IP');
}
}

// 启动服务
Future<void> _startServer() async {
var handler = webSocketHandler((WebSocketChannel webSocket) {
_sockets.add(webSocket);
_log('新连接接入');

webSocket.stream.listen((message) {
_log('广播数据: $message');
// 广播坐标数据
for (var socket in _sockets) {
if (socket != webSocket) {
socket.sink.add(message);
}
}
}, onDone: () {
_sockets.remove(webSocket);
_log('连接断开');
});
});

try {
_server = await shelf_io.serve(handler, InternetAddress.anyIPv4, 8080);
_log('服务启动于 ws://$_ipInfo:8080');
} catch (e) {
_log('启动失败: $e');
}
}

Future<void> _stopServer() async {
await _server?.close(force: true);
for (var s in _sockets) {
await s.sink.close();
}
_sockets.clear();
_server = null;
_log('服务已停止');
}

void _log(String msg) {
if (!mounted) return;
setState(() {
_logs.insert(0, '[${DateTime.now().hour}:${DateTime.now().minute}] $msg');
});
}


void dispose() {
_stopServer();
super.dispose();
}


Widget build(BuildContext context) {
return Scaffold(
appBar: AppBar(title: const Text('WebSocket Server')),
body: Column(
children: [
Container(
padding: const EdgeInsets.all(20),
color: Colors.blue[50],
child: Column(
children: [
Text('本机 IP: $_ipInfo', style: const TextStyle(fontSize: 18, fontWeight: FontWeight.bold)),
const SizedBox(height: 10),
Row(
mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
children: [
ElevatedButton(
onPressed: _server == null ? _startServer : null,
child: const Text('启动服务'),
),
const SizedBox(width: 20),
ElevatedButton(
style: ElevatedButton.styleFrom(backgroundColor: Colors.red[100]),
onPressed: _server != null ? _stopServer : null,
child: const Text('停止'),
),
],
),
],
),
),
const Divider(),
Expanded(
child: ListView.builder(
itemCount: _logs.length,
itemBuilder: (context, index) => ListTile(
leading: const Icon(Icons.info_outline, size: 16),
title: Text(_logs[index], style: const TextStyle(fontSize: 14)),
),
),
),
],
),
);
}
}

在这里插入图片描述

六、总结

通过 shelf_web_socket,我们让 OpenHarmony 手机不仅仅是信息的消费者,更成为了信息的生产者和中转站。

最佳实践:

  • 异常处理:Websocket 连接很容易因网络波动断开,务必处理 onDone 和 onError。
  • 资源释放:在组件销毁或应用退出时,务必关闭 Server 和所有 Channel连接,防止端口占用。
  • 心跳机制:为了保持连接活性,建议在应用层实现 Ping/Pong 心跳包。
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