由于篇幅限制，这里我将提供一个概述性的回答，并提供相关的关键点。

WebSocket通信是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。其优点是服务器可以主动推送信息给客户端，而不需要客户端发起请求。

在Tomcat中实现WebSocket通信，需要实现javax.websocket.Endpoint接口或其子接口javax.websocket.WebSocket。以下是一个简单的WebSocket服务端示例：

import javax.websocket.*;
import javax.websocket.server.ServerEndpoint;
import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArraySet;
 
@ServerEndpoint("/websocket")
public class WebSocketTest {
    private static final CopyOnWriteArraySet<Session> sessions = new CopyOnWriteArraySet<>();
 
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        sessions.add(session);
        System.out.println("Connected ... " + session.getId());
    }
 
    @OnClose
    public void onClose(Session session) {
        sessions.remove(session);
        System.out.println("Disconnected ... " + session.getId());
    }
 
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        System.out.println("Received message in session " + session.getId() + ": " + message);
        for (Session peer : sessions) {
            if (!peer.equals(session)) {
                try {
                    peer.getBasicRemote().sendText(message);
                } catch (IOException e) {
                    System.out.println("Error sending message to peer " + peer.getId() + ": " + e.getMessage());
                }
            }
        }
    }
 
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable throwable) {
        System.out.println("Error for session " + session.getId() + ": " + throwable.getMessage());
    }
}

在这个示例中，我们定义了一个WebSocket端点/websocket，并实现了打开连接(onOpen)、关闭连接(onClose)、接收消息(onMessage)和错误处理(onError)的方法。通过sessions集合，我们可以跟踪所有的活动WebSocket会话，并在接收到消息时向所有其他会话广播该消息。

注意，这只是一个简化的示例，实际的WebSocket服务器实现可能需要考虑更多的因素，如消息的安全性、可靠性传输、超时处理、负载均衡等。

在Spring Boot中配置WebSocket客户端，你可以使用WebSocketClient类。以下是一个简单的例子，展示了如何使用Spring的WebSocketClient发送和接收消息。

首先，添加Spring WebSocket的依赖到你的pom.xml文件中：

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

然后，你可以创建一个配置类来定义和初始化WebSocket客户端：

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.socket.client.WebSocketClient;
import org.springframework.web.socket.client.standard.StandardWebSocketClient;
 
@Configuration
public class WebSocketConfig {
 
    @Bean
    public WebSocketClient webSocketClient() {
        return new StandardWebSocketClient();
    }
}

接下来，你可以创建一个服务类来使用这个客户端连接到WebSocket服务器，发送消息，并接收响应：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.socket.WebSocketSession;
import org.springframework.web.socket.client.WebSocketClient;
 
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 
@Service
public class WebSocketService {
 
    @Autowired
    private WebSocketClient webSocketClient;
 
    public void connect(String uri) throws Exception {
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
 
        webSocketClient.doHandshake(new WebSocketHandler() {
            @Override
            public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {
                // 连接建立后的回调
                latch.countDown();
            }
 
            @Override
            public void handleMessage(WebSocketSession session, WebSocketMessage<?> message) throws Exception {
                // 处理接收到的消息
            }
 
            // 其他的方法可以根据需要实现
        }, new URI(uri));
 
        latch.await(); // 等待连接完成
    }
}

在上面的代码中，WebSocketService类使用了WebSocketClient来连接到指定的WebSocket服务。你需要实现WebSocketHandler接口来处理连接建立、消息接收和错误情况。

确保你的Spring Boot应用程序已经启动，并且你已经正确配置了WebSocket服务的URI。然后，你可以调用connect方法来建立WebSocket连接。

请注意，这个例子中的connect方法是同步的，并且使用了CountDownLatch来等待连接完成。在实际应用中，你可能需要根据你的需求来实现异步的连接和消息处理逻辑。

import org.springframework.web.socket.WebSocketSession;
import org.springframework.web.socket.TextMessage;
import org.springframework.web.socket.handler.TextWebSocketHandler;
 
public class MyWebSocketHandler extends TextWebSocketHandler {
 
    @Override
    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession session) throws Exception {
        System.out.println("Connected ... " + session.getId());
    }
 
    @Override
    protected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {
        System.out.println("Received message: " + message.getPayload());
        session.sendMessage(new TextMessage("Response message"));
    }
 
    @Override
    public void handleTransportError(WebSocketSession session, Throwable exception) throws Exception {
        System.out.println("Transport error " + session.getId() + ":" + exception.getMessage());
    }
 
    @Override
    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession session, CloseStatus closeStatus) throws Exception {
        System.out.println("Connection closed " + session.getId());
    }
}

这段代码定义了一个WebSocket处理器MyWebSocketHandler，它继承自TextWebSocketHandler。在连接建立、接收消息、处理传输错误以及连接关闭时，它提供了相应的处理逻辑。这个例子展示了如何在Spring Boot应用中使用WebSocket，并简单处理文本消息。

Spring Gateway 作为网关，默认不支持 WebSocket，但可以通过一些配置来实现 WebSocket 的转发。

WebSocket 是一个建立在单个 TCP 连接上的全双工通信协议。在客户端与服务器之间进行消息交换时，不需要多个 HTTP 请求，这使得它成为一个更有效的通信协议。

Spring Gateway 转发 WebSocket 请求的基本原理是，客户端与 Gateway 建立连接，Gateway 将请求转发到后端服务，并代理服务端的响应返回给客户端。

以下是一个简单的配置示例，使用 Spring Cloud Gateway 转发 WebSocket 请求：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: websocket_route
          uri: ws://localhost:8080/websocket
          order: 1
          predicates:
            - Path=/websocket

在这个配置中，我们定义了一个路由 websocket_route，它将路径 /websocket 的请求转发到 ws://localhost:8080/websocket。

注意：

1. 目标服务器（在这个例子中是 localhost:8080）必须能够处理 WebSocket 请求。
2. 你需要确保你的 Gateway 和后端服务支持 WebSocket 通信。
3. 这个配置假设你的后端服务器支持 WebSocket 并且运行在 8080 端口。

Spring Gateway 的转发功能依赖于 spring-cloud-starter-gateway 依赖，确保你的项目中包含了这个依赖。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

以上就是使用 Spring Gateway 转发 WebSocket 请求的基本配置和步骤。

Spring Boot 使用 WebSocket 的几种方式：

1. 使用 Spring 原生的 WebSocketMessageBrokerConfigurer 接口。
2. 使用 STOMP 子协议。
3. 使用 SockJS 库提供跨浏览器支持。

高并发问题及解决方案：

1. 连接数过多：WebSocket 连接本质上是长连接，会占用服务器资源。高并发场景下，服务器可能无法处理所有的连接。

   • 解决方案：使用服务器集群或者负载均衡，分散连接压力。

2. 消息广播性能瓶颈：如果需要广播消息到所有客户端，性能可能会下降。

   • 解决方案：使用分布式或者消息队列来缓解消息压力，客户端订阅相关的 Topic。

3. 内存泄漏：长时间运行的 WebSocket 会话可能导致内存泄漏。

   • 解决方案：定期清理无效的会话，或者使用有状态的服务来管理会话状态。

4. 网络问题：网络不稳定可能导致 WebSocket 连接断开。

   • 解决方案：实现重连机制，网络恢复时自动重新连接。

5. 安全问题：WebSocket 可能被用于 DDoS 攻击。

   • 解决方案：实现合理的连接限流，例如同一个 IP 的连接数限制。

具体代码示例：

@Configuration
@EnableWebSocketMessageBroker
public class WebSocketConfig implements WebSocketMessageBrokerConfigurer {
    @Override
    public void configureMessageBroker(MessageBrokerRegistry config) {
        config.enableSimpleBroker("/topic");
        config.setApplicationDestinationPrefixes("/app");
    }
 
    @Override
    public void registerStompEndpoints(StompEndpointRegistry registry) {
        registry.addEndpoint("/ws").withSockJS();
    }
}

在这个配置中，我们定义了一个 /topic 的消息代理，所有以 /app 开头的消息都会通过这个代理进行广播。同时，我们定义了一个 WebSocket 的端点 /ws，客户端可以通过这个端点与服务器建立 SockJS 通信。

import asyncio
from channels.db import database_sync_to_async
from channels.generic.websocket import AsyncWebsocketConsumer
 
class ChatConsumer(AsyncWebsocketConsumer):
    async def connect(self):
        await self.accept()
        await self.channel_layer.group_add('chat', self.channel_name)
 
    async def disconnect(self, close_code):
        await self.channel_layer.group_discard('chat', self.channel_name)
 
    async def receive(self, text_data):
        await self.channel_layer.group_send(
            'chat',
            {
                'type': 'chat.message',
                'message': text_data,
            }
        )
 
    async def chat_message(self, event):
        message = event['message']
        await self.send(message)

这段代码定义了一个简单的聊天服务的consumer。当WebSocket连接建立时，客户端的channel会被加入到名为'chat'的group中。当客户端发送消息时，该消息会被广播到该group中的所有成员。这里使用了异步的方法来处理网络连接和消息接收，这是现代web开发中的一种常见模式。

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.http.HttpObjectAggregator;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketServerProtocolHandler;
import io.netty.handler.stream.ChunkedWriteHandler;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
 
@Configuration
public class WebSocketConfig {
 
    @Autowired
    private WebSocketHandler webSocketHandler;
 
    @Bean(destroyMethod = "shutdownGracefully")
    public EventLoopGroup bossGroup() {
        return new NioEventLoopGroup();
    }
 
    @Bean(destroyMethod = "shutdownGracefully")
    public EventLoopGroup workerGroup() {
        return new NioEventLoopGroup();
    }
 
    @Bean
    public ServerBootstrap serverBootstrap(EventLoopGroup bossGroup, EventLoopGroup workerGroup) {
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
        bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                        pipeline.addLast("http-codec", new HttpServerCodec());
                        pipeline.addLast("aggregator", new HttpObjectAggregator(65536));
                        pipeline.addLast("http-chunked", new ChunkedWriteHandler());
                        pipeline.addLast("handler", webSocketHandler);
                    }
                });
        return bootstrap;
    }
 
    @Bean
    public ChannelFuture channelFuture(ServerBootstrap serverBootstrap) {
        return serverBootstrap.bind(8080).syncUninterruptibly();
    }
}
 
@Component
public class WebSocketHandler

由于篇幅所限，以下代码示例将展示如何使用FastAPI框架创建一个简单的应用程序，其中包含使用Tortoise-ORM进行数据库操作，Celery处理异步任务，Websocket实现实时通信，以及Redis作为缓存和消息中间件。

from fastapi import FastAPI, WebSocket
from fastapi.responses import HTMLResponse
from tortoise import Tortoise
from celery import Celery
from starlette.staticfiles import StaticFiles
from starlette.websockets import WebSocketDisconnect
 
app = FastAPI()
 
app.mount("/static", StaticFiles(directory="static"), name="static")
 
# 初始化Celery
celery = Celery(broker="redis://localhost:6379/0", backend="redis://localhost:6379/0")
 
@app.on_event("startup")
async def startup_event():
    await Tortoise.init(
        db_url="postgres://localhost:5432/fastapi",
        modules={"models": ["models"]}
    )
    await Tortoise.generate_schemas()
 
@app.websocket("/ws")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
    await websocket.accept()
    try:
        while True:
            data = "Hello, FastAPI!"
            await websocket.send_text(data)
            await asyncio.sleep(5)
    except WebSocketDisconnect:
        pass
 
@app.get("/")
def main():
    return HTMLResponse(content="""
        <html>
            <head><title>FastAPI Tortoise-ORM Celery Websocket Redis PostgreSQL</title></head>
            <body>
                <h1>Welcome to FastAPI!</h1>
            </body>
        </html>
    """)
 
# 以下是Celery任务的示例
@celery.task
def add_numbers(a: int, b: int):
    return a + b

这个示例展示了如何在FastAPI应用程序中集成多个工具，包括异步任务队列Celery、ORM Tortoise-ORM、数据库连接、Websocket实时通信，以及Redis作为缓存和消息代理。这个示例提供了一个基本框架，开发者可以在此基础上根据自己的需求进行扩展和定制。

该漏洞复现的核心步骤是发送一个特制的WebSocket请求到Tomcat服务器，导致其拒绝服务。以下是一个使用Python发送WebSocket请求的示例代码：

import websocket
 
# 目标服务器的IP地址和端口
host = "ws://your-tomcat-server-ip:port/websocket"
 
# 发送的WebSocket请求数据，该数据必须包含特定格式的Payload
payload = "..."  # 替换为特制的WebSocket请求数据
 
# 打开WebSocket连接
ws = websocket.create_connection(host)
 
# 发送数据
ws.send(payload)
 
# 打印服务器响应（如果服务器被攻击导致拒绝服务，这里可能不会有响应）
print(ws.recv())
 
# 关闭连接
ws.close()

请注意，替换your-tomcat-server-ip:port为实际的Tomcat服务器IP地址和端口，payload变量中应包含生成的特制数据。

由于该漏洞是由于Tomcat处理WebSocket请求的方式造成的，所以payload应该是一个经过特殊构造的数据包，以利用服务器的解析错误。具体的payload应该是根据CVE-2020-13935的描述来生成的，这里不提供具体的payload生成方法，因为这涉及到深入理解漏洞的细节。

在实际的攻击场景中，攻击者通常会使用自动化工具或者是针对性的攻击脚本来发送这些请求，而不是手动像上面的示例那样操作。

Spring Cloud Alibaba 应用 WebSocket 问题可能涉及连接成功后立即断开，这通常是由于配置错误或者是网络问题导致的。以下是一些可能的解决方法：

1. 检查 WebSocket 配置：确保你的 Spring Boot 应用中已经配置了正确的 WebSocket 端点。
2. 检查心跳设置：如果使用的是STOMP over WebSocket，确保心跳设置正确，避免因为心跳超时导致连接断开。
3. 检查网络问题：确认服务器和客户端之间的网络连接没有问题，没有防火墙或者代理服务器阻断 WebSocket 连接。
4. 查看日志：检查应用的日志文件，查找可能的错误信息，如连接异常或是异常关闭的原因。
5. 升级依赖：确保你使用的 Spring Cloud Alibaba 版本和 Netty 版本兼容，并且没有已知的 WebSocket 相关的 bug。
6. 代码审查：如果问题仍然存在，可能需要审查 WebSocket 相关的代码，确保没有错误的代码逻辑导致连接断开。
7. 使用WebSocket测试工具：使用在线的 WebSocket 测试工具（如 ws.com, websocket.org）来测试你的服务是否能够正常建立和保持连接。
8. 调整服务器资源：检查服务器资源是否充足，如内存、CPU 等，不足的资源可能导致服务不稳定。

如果问题依然无法解决，可以考虑在Stack Overflow或者Spring Cloud Alibaba的GitHub issue tracker上提问，寻求社区的帮助。