Netty高级进阶之基于Netty的Websocket开发网页聊天室

Terwer...大约 5 分钟

本通过实战演练，学习了如何基于Netty的websocket开发一个网页聊天室。

Netty高级进阶之基于Netty的Websocket开发网页聊天室

Webdocket简介

Websockt是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。

Websocket使客户端和服务端的数据交互变得简单，允许服务器主动向客户端推送数据。

在Websocket API中，客户端只需要与服务器完成一次握手，两者之间就可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

他的应用场景如下：

社交订阅
协同编辑/编程
股票基金报价
体育实况更新
多媒体聊天
在线教育

Websocket和HTTP的区别

HTTP协议是应用层的协议，是基于TCP协议的。

HTTP协议必须经过三次握手才能发送消息。

HTTP连接分为短连接和长链接。短连接是每次都要经过三次握手才能发送消息。就是说每一个request对应一个response。长连接在一定期限内保持TCP连接不断开。

客户端与服务器通信，必须由客户端先发起，然后服务端返回结果。客户端是主动的，服务端是被动的。

客户端想要实时获取服务端的消息，就要不断发送长连接到服务端。

Websocket实现了多路复用，它是全双工通信。在Websocket协议下，服务端和客户端可以同时发送消息。

建立了Websocket连接之后，服务端可以主动给客户端发送消息。信息中不必带有header的部分信息，与HTTP长连接通信对比，这种方式降低了服务器的压力，信息当中也减少了多余的信息。

导入基础环境

新建netty-springboot项目
image-20220430225632849

导入依赖模块

<dependencies>
    <!-- 模板引擎 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
    </dependency>
    <!-- web模块 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

导入静态资源
image-20220430230249496

配置yaml

server:
  port: 8080
resources:
  static-locations:
    - classpath:/static/
spring:
  thymeleaf:
    cache: false
    checktemplatelocation: true
    enabled: true
    encoding: UTF-8
    mode: HTML
    prefix: classpath:/templates/
    suffix: .html

关于Springboot整合thymeleaf的404问题，参考：

/post/404-problem-with-springboot-configuration-thymeleaf.html

代码实现

服务端开发

添加Netty相关依赖

<!--引入netty依赖 -->
<dependency>
    <groupId>io.netty</groupId>
    <artifactId>netty-all</artifactId>
</dependency>

Netty相关配置

netty:
  port: 8081
  ip: 127.0.0.1
  path: /chat

Netty配置类

/**
 * Netty配置类
 *
 * @name: NettyConfig
 * @author: terwer
 * @date: 2022-05-01 00:04
 **/
@Component
@Data
@ConfigurationProperties(prefix = "netty")
public class NettyConfig {
    // netty监听端口
    private int port;
    // webdocket访问路径
    private String path;
}

Netty的WebsocketServer开发

/**
 * Netty的Websocket服务器
 *
 * @name: NettyWebsocketServer
 * @author: terwer
 * @date: 2022-05-01 00:11
 **/
@Component
public class NettyWebsocketServer implements Runnable {
    @Autowired
    private NettyConfig nettyConfig;
    @Autowired
    private WebsocketChannelInit websocketChannelInit;

    private NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
    private NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

    @Override
    public void run() {
        try {
            // 1.创建服务端启动助手
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
            // 2.设置线程组
            serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup);
            // 3.设置参数
            serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .handler(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG))
                    .childHandler(websocketChannelInit);
            // 4.启动服务端
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(nettyConfig.getPort()).sync();
            System.out.println("------Netty服务端启动成功------");
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    /**
     * 关闭资源-容器销毁时候关闭
     */
    @PreDestroy
    public void close() {
        bossGroup.shutdownGracefully();
        workerGroup.shutdownGracefully();
    }
}

通道初始化对象

/**
 * 通道初始化对象
 *
 * @name: WebsocketChannelInit
 * @author: terwer
 * @date: 2022-05-01 23:11
 **/
@Component
public class WebsocketChannelInit extends ChannelInitializer {

    @Autowired
    private NettyConfig nettyConfig;

    @Autowired
    private WebsocketHandler websocketHandler;

    @Override
    protected void initChannel(Channel channel) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();

        // 对HTTP协议的支持
        pipeline.addLast(new HttpServerCodec());

        // 对大数据流的支持
        pipeline.addLast(new ChunkedWriteHandler());

        // post请求分为三个部分：request line/request header/message body
        // 对POST请求的支持，将多个信息转化成单一的request/response对象
        pipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(8000));

        // 对WebSocket协议的支持
        // 将http协议升级为ws协议
        pipeline.addLast(new WebSocketServerProtocolHandler(nettyConfig.getPath()));

        // 自定义处理handler
        pipeline.addLast(websocketHandler);
    }
}

处理对象

/**
 * 自定义Websocket处理类
 * Websocket数据以帧的形式进行处理
 * 需要设置通道共享
 *
 * @name: WebsocketHandler
 * @author: terwer
 * @date: 2022-05-01 23:21
 **/
@Component
@ChannelHandler.Sharable
public class WebsocketHandler extends SimpleChannelInboundHandler<TextWebSocketFrame> {
    public static List<Channel> channelList = new ArrayList<>();

    /**
     * 通道就绪事件
     *
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        Channel channel = ctx.channel();
        // 有客户端连接时，将通道放入集合
        channelList.add(channel);
        System.out.println("有新的链接");
    }

    /**
     * 通道未就绪
     *
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        // channel下线
        Channel channel = ctx.channel();
        // 客户端连接端口，移除连接
        channelList.remove(channel);
        System.out.println("连接断开");
    }

    /**
     * 通道读取事件
     *
     * @param ctx
     * @param textWebSocketFrame
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame textWebSocketFrame) throws Exception {
        String msg = textWebSocketFrame.text();
        System.out.println("接收到消息：" + msg);
        // 当前发送消息的通道
        Channel channel = ctx.channel();
        for (Channel channel1 : channelList) {
            // 排除自身通道
            if (channel != channel1) {
                channel1.writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(msg));
            }
        }
    }

    /**
     * 异常处理事件
     *
     * @param ctx
     * @param cause
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        Channel channel = ctx.channel();
        System.out.println("消息发送异常。");
        // 移除
        channelList.remove(channel);
    }
}

注意：处理类需要设置成共享的

启动类

@SpringBootApplication
public class NettySpringbootApplication implements CommandLineRunner {

    @Autowired
    private NettyWebsocketServer nettyWebsocketServer;

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(NettySpringbootApplication.class, args);
    }

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        new Thread(nettyWebsocketServer).start();
    }
}

前端js开发

建立连接

var ws = new WebSocket("ws://localhost:8081/chat");
ws.onopen = function () {
  console.log("连接成功")
}

发送消息

function sendMsg() {
    var message = $("#my_test").val();
    $("#msg_list").append(`<li class="active"}>
                              <div class="main self">
                                  <div class="text">` + message + `</div>
                              </div>
                          </li>`);
    $("#my_test").val('');

    //发送消息
    message = username + ":" + message;
    ws.send(message);
    // 置底
    setBottom();
}

接收消息

ws.onmessage = function (evt) {
    showMessage(evt.data);
}

function showMessage(message) {
    // 张三:你好
    var str = message.split(":");
    $("#msg_list").append(`<li class="active"}>
                              <div class="main">
                                <img class="avatar" width="30" height="30" src="/img/user.png">
                                <div>
                                    <div class="user_name">${str[0]}</div>
                                    <div class="text">${str[1]}</div>
                                </div>                       
                               </div>
                          </li>`);
    // 置底
    setBottom();
}

关闭与错误处理

ws.onclose = function (){
    console.log("连接关闭")
}

ws.onerror = function (){
    console.log("连接异常")
}

运行效果

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