实战即时聊天,一文说明白:聊天服务器+聊天客户端+Web管理控制台。

实战即时聊天,一文说明白:聊天服务器+聊天客户端+Web管理控制台。

一、前言

  说实话,写这个玩意儿是我上周刚刚产生的想法,本想写完后把代码挂上来赚点积分也不错。写完后发现这东西值得写一篇文章,授人予鱼不如授人以渔嘛(这句话是这么说的吧),顺便赚点应届学生MM的膜拜那就更妙了。然后再挂一个收款二维码,一个人1块钱,一天10000个人付款,一个月30万,一年360万。。。可了不得了,离一个亿的小目标就差几十年了。

  不知道云海天对梦话有没有限制,有的话请告知,我会尽快删除上述文字。

  那么现在回到现实中,这篇博文如果能有>2个评论,我后续会再出一个Netty相关的专栏。否则,就不出了。有人会好奇,为什么把阈值定义成>2呢?不为什么,因为我肯定会先用我媳妇儿的号留个言,然后用自己的号留个言。

  好了,废话不多说了,后面还有好多事儿呢,洗菜、做饭、刷碗、跪搓衣。。。好了,言归正传吧。

二、最终效果

  为什么先看最终效果?因为此刻代码已经撸完了。更重要的是我们带着感官的目标去进行后续的分析,可以更好地理解。标题中提到了,整个工程包含三个部分:

1、聊天服务器

  聊天服务器的职责一句话解释:负责接收所有用户发送的消息,并将消息转发给目标用户。

  聊天服务器没有任何界面,但是却是IM中最重要的角色,为表达敬意,必须要给它放个效果图:

 

2021-05-11 10:41:40.037  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-1] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700900029,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:41:50.049  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-1] c.e.o.s.n.handler.BussMessageHandler     : 收到消息:{"time":1620700910045,"messageType":"14","sendUserName":"guodegang","recvUserName":"yuqian","sendMessage":"于老师你好"}
2021-05-11 10:41:50.055  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-2] c.e.o.s.netty.executor.SendMsgExecutor   : 消息转发成功:{"time":1620700910052,"messageType":"14","sendUserName":"guodegang","recvUserName":"yuqian","sendMessage":"于老师你好"}
2021-05-11 10:41:54.068  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-2] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700914064,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:41:57.302  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-2] c.e.o.s.n.handler.BussMessageHandler     : 收到消息:{"time":1620700917301,"messageType":"14","sendUserName":"yuqian","recvUserName":"guodegang","sendMessage":"郭老师你好"}
2021-05-11 10:41:57.304  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-1] c.e.o.s.netty.executor.SendMsgExecutor   : 消息转发成功:{"time":1620700917303,"messageType":"14","sendUserName":"yuqian","recvUserName":"guodegang","sendMessage":"郭老师你好"}
2021-05-11 10:42:05.050  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-1] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700925049,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:42:12.309  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-2] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700932304,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:42:20.066  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-1] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700940050,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:42:27.311  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-2] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700947309,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:42:35.070  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-1] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700955068,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:42:42.316  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-2] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700962312,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:42:50.072  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-1] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700970071,"messageType":"99"}
2021-05-11 10:42:57.316  INFO 9392 --- [ntLoopGroup-3-2] c.e.o.s.netty.handler.HeartBeatHandler   : server收到心跳包:{"time":1620700977315,"messageType":"99"}

  从效果图我们看到了一些内容:收到心跳包、收到消息,转发消息,这些内容后面会详细讲解。

2、聊天客户端

  聊天客户端的职责一句话解释:登陆,给别人发聊天内容,收其它人发给自己的聊天内容。

  下面为方便演示,我会打开两个客户端,用两个不同用户登陆,然后发消息。

 

3、Web管理控制台

  目前只做了一个账户管理,具体看图吧:

三、需求分析

  无(见第二章节)。

四、概要设计

1、技术选型

1)聊天服务端

  聊天服务器与客户端通过TCP协议进行通信,使用长连接、全双工通信模式,基于经典通信框架Netty实现。

  那么什么是长连接?顾名思义,客户端和服务器连上后,会在这条连接上面反复收发消息,连接不会断开。与长连接对应的当然就是短连接了,短连接每次发消息之前都需要先建立连接,然后发消息,最后断开连接。显然,即时聊天适合使用长连接。

  那么什么又是全双工?当长连接建立起来后,在这条连接上既有上行的数据,又有下行的数据,这就叫全双工。那么对应的半双工、单工,大家自行百度吧。

2)Web管理控制台

  Web管理端使用SpringBoot脚手架,前端使用Layuimini(一个基于Layui前端框架封装的前端框架),后端使用SpringMVC+Jpa+Shiro。

3)聊天客户端

  使用SpringBoot+JavaFX,做了一个极其简陋的客户端,JavaFX是一个开发Java桌面程序的框架,本人也是第一次使用,代码中的写法都是网上查的,这并不是本文的重点,有兴趣的仔细百度吧。

4)SpringBoot

  以上三个组件,全部以SpringBoot做为脚手架开发。

5)代码构建

  Maven。

2、数据库设计

  我们只简单用到一张用户表,比较简单直接贴脚本:

CREATE TABLE `sys_user` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT "主键",
  `user_name` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT "用户名:登陆账号",
  `pass_word` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT "密码",
  `name` varchar(16) DEFAULT NULL COMMENT "昵称",
  `sex` char(1) DEFAULT NULL COMMENT "性别:1-男,2女",
  `status` bit(1) DEFAULT NULL COMMENT "用户状态:1-有效,0-无效",
  `online` bit(1) DEFAULT NULL COMMENT "在线状态:1-在线,0-离线",
  `salt` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT "密码盐值",
  `admin` bit(1) DEFAULT NULL COMMENT "是否管理员(只有管理员才能登录Web端):1-是,0-否",
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

  这张表都在什么时候用到?

  1)Web管理端登陆的时候;2)聊天客户端将登陆请求发送到聊天服务端时,聊天服务端进行用户认证;3)聊天客户端的好友列表加载。

3、通信设计

  本节将会是本文的核心内容之一,主要描述通信报文协议格式、以及通信报文的交互场景。

1)报文协议格式

  下面这张图应该能说明99%了:

  剩下的1%在这里说:

  a)粘包问题,TCP长连接中,粘包是第一个需要解决的问题。通俗的讲,粘包的意思是消息接收方往往收到的不是“整个”报文,有时候比“整个”多一点,有时候比“整个”少一点,这样就导致接收方无法解析这个报文。那么上图中的头8个字节就为了解决这个问题,接收方根据头8个字节标识的长度来获取到“整个”报文,从而进行正常的业务处理;

  b)2字节报文类型,为了方便解析报文而设计。根据这两个字节将后面的json转成相应的实体以便进行后续处理;

  c)变长报文体实际上就是json格式的串,当然,你可以自己设计报文格式,我这里为了方便处理就直接放json了;

  d)当然,你可以把报文设计的更复杂、更专业,比如加密、加签名等。

2)报文交互场景

  a)登陆

  b)发送消息-成功

  c)发送消息-目标客户端不在线

  d)发送消息-目标客户端在线,但消息转发失败

五、编码实现

  前面说了那么多,现在总得说点有用的。

1、先说说Netty

  Netty是一个相当优秀的通信框架,大多数的顶级开源框架中都有Netty的身影。具体它有多么优秀,建议大家自行百度,我不如百度说的好。我只从应用方面说说Netty。应用过程中,它最核心的东西叫handler,我们可以简单理解它为消息处理器。收到的消息和出去的消息都会经过一系列的handler加工处理。收到的消息我们叫它入站消息,发出去的消息我们叫它出站消息,因此handler又分为出站handler和入站handler。收到的消息只会被入站handler处理,发出去的消息只会被出站handler处理。

  举个例子,我们从网络上收到的消息是二进制的字节码,我们的目标是将消息转换成java bean,这样方便我们程序处理,针对这个场景我设计这么几个入站handler:

  1)将字节转换成String的handler;

  2)将String转成java bean的handler;

  3)对java bean进行业务处理的handler。

  发出去的消息呢,我设计这么几个出站handler:

  1)java bean 转成String的handler;

  2)String转成byte的handler。

  以上是关于handler的说明。

  接下来再说一下Netty的异步。异步的意思是当你做完一个操作后,不会立马得到操作结果,而是有结果后Netty会通知你。通过下面的一段代码来说明:

channel.writeAndFlush(sendMsgRequest).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {
                @Override
                public void operationComplete(Future<? super Void> future) throws Exception {
                    if (future.isSuccess()){
                        logger.info("消息发送成功:{}",sendMsgRequest);
                    }else {
                        logger.info("消息发送失败:{}",sendMsgRequest);
                    }
                }
            });

  上面的writeAndFlush操作无法立即返回结果,如果你关注结果,那么为他添加一个listener,有结果后会在listener中响应。

  到这里,百度上搜到的Netty相关的代码你基本就能看懂了。

2、聊天服务端

  首先看主入口的代码

public void start(){
        EventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(boss, worker)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        //心跳
                        ch.pipeline().addLast(new IdleStateHandler(25, 20, 0, TimeUnit.SECONDS));
                        //收整包
                        ch.pipeline().addLast(new StringLengthFieldDecoder());
                        //转字符串
                        ch.pipeline().addLast(new StringDecoder(Charset.forName("UTF-8")));
                        //json转对象
                        ch.pipeline().addLast(new JsonDecoder());
                        //心跳
                        ch.pipeline().addLast(new HeartBeatHandler());
                        //实体转json
                        ch.pipeline().addLast(new JsonEncoder());
                        //消息处理
                        ch.pipeline().addLast(bussMessageHandler);
                    }
                });
        try {
            ChannelFuture f = serverBootstrap.bind(port).sync();
            f.channel().closeFuture().sync();
        }catch (InterruptedException e) {
            logger.error("服务启动失败:{}", ExceptionUtils.getStackTrace(e));
        }finally {
            worker.shutdownGracefully();
            boss.shutdownGracefully();
        }
    }

  代码中除了initChannel方法中的代码,其他代码都是固定写法。那么什么叫固定写法呢?通俗来讲就是可以Ctrl+c、Ctrl+v。

  下面我们着重看initChannel方法里面的代码。这里面就是上面讲到的各种handler,我们下面挨个讲这些handler都是干啥的。

  1)IdleStateHandler。这个是Netty内置的一个handler,既是出站handler又是入站handler。它的作用一般是用来实现心跳监测。所谓心跳,就是客户端和服务端建立连接后,服务端要实时监控客户端的健康状态,如果客户端挂了或者hung住了,服务端及时释放相应的资源,以及做出其他处理比如通知运维。所以在我们的场景中,客户端需要定时上报自己的心跳,如果服务端检测到一段时间内没收到客户端上报的心跳,那么及时做出处理,我们这里就是简单的将其连接断开,并修改数据库中相应账户的在线状态。

  现在开始说IdleStateHandler,第一个参数叫读超时时间,第二个参数叫写超时时间,第三个参数叫读写超时时间,第四个参数时时间单位秒。这个handler表达的意思是当25秒内没读到客户端的消息,或者20秒内没往客户端发消息,就会产生一个超时事件。那么这个超时事件我们该对他做什么处理呢,请看下一条。

  2)HeartBeatHandler。结合a)一起看,当发生超时事件时,HeartBeatHandler会收到这个事件,并对它做出处理:第一将链接断开;第二讲数据库中相应的账户更新为不在线状态。

public class HeartBeatHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HeartBeatHandler.class);

    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
        if (evt instanceof IdleStateEvent){
            IdleStateEvent event = (IdleStateEvent)evt;
            if (event.state() == IdleState.READER_IDLE) {
                //读超时,应将连接断掉
                InetSocketAddress socketAddress = (InetSocketAddress)ctx.channel().remoteAddress();
                String ip = socketAddress.getAddress().getHostAddress();
                ctx.channel().disconnect();
                logger.info("【{}】连接超时,断开",ip);
                String userName = SessionManager.removeSession(ctx.channel());
                SpringContextUtil.getBean(UserService.class).updateOnlineStatus(userName,Boolean.FALSE);
            }else {
                super.userEventTriggered(ctx, evt);
            }
        }else {
            super.userEventTriggered(ctx, evt);
        }

    }

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        if (msg instanceof HeartBeat){
            //收到心跳包,不处理
            logger.info("server收到心跳包:{}",msg);
            return;
        }
        super.channelRead(ctx, msg);
    }
}
 

  3)StringLengthFieldDecoder。这是个入站handler,他的作用就是解决上面提到的粘包问题:

public class StringLengthFieldDecoder extends LengthFieldBasedFrameDecoder {
    public StringLengthFieldDecoder() {
        super(10*1024*1024,0,8,0,8);
    }


    @Override
    protected long getUnadjustedFrameLength(ByteBuf buf, int offset, int length, ByteOrder order) {
        buf = buf.order(order);
        byte[] lenByte = new byte[length];
        buf.getBytes(offset, lenByte);
        String lenStr = new String(lenByte);
        Long len =  Long.valueOf(lenStr);
        return len;
    }
}

  只需要集成Netty提供的LengthFieldBasedFrameDecoder 类,并重写getUnadjustedFrameLength方法即可。

  首先看构造方法中的5个参数。第一个表示能处理的包的最大长度;第二三个参数应该结合起来理解,表示长度字段从第几位开始,长度的长度是多少,也就是上面报文格式协议中的头8个字节;第四个参数表示长度是否需要校正,举例理解,比如头8个字节解析出来的长度=包体长度+头8个字节的长度,那么这里就需要校正8个字节,我们的协议中长度只包含报文体,因此这个参数填0;最后一个参数,表示接收到的报文是否要跳过一些字节,本例中设置为8,表示跳过头8个字节,因此经过这个handler后,我们收到的数据就只有报文本身了,不再包含8个长度字节了。

  再看getUnadjustedFrameLength方法,其实就是将头8个字符串型的长度为转换成long型。重写完这个方法后,Netty就知道如何收一个“完整”的数据包了。

  4)StringDecoder。这个是Netty自带的入站handler,会将字节流以指定的编码解析成String。

  5)JsonDecoder。是我们自定义的一个入站handler,目的是将json String转换成java bean,以方便后续处理:

public class JsonDecoder extends MessageToMessageDecoder<String> {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, String o, List<Object> list) throws Exception {
        Message msg = MessageEnDeCoder.decode(o);
        list.add(msg);
    }

}

  这里会调用我们自定义的一个编解码帮助类进行转换:

public static Message decode(String message){
        if (StringUtils.isEmpty(message) || message.length() < 2){
            return null;
        }
        String type = message.substring(0,2);
        message = message.substring(2);
        if (type.equals(LoginRequest)){
            return JsonUtil.jsonToObject(message,LoginRequest.class);
        }else if (type.equals(LoginResponse)){
            return JsonUtil.jsonToObject(message,LoginResponse.class);
        }else if (type.equals(LogoutRequest)){
            return JsonUtil.jsonToObject(message,LogoutRequest.class);
        }else if (type.equals(LogoutResponse)){
            return JsonUtil.jsonToObject(message,LogoutResponse.class);
        }else if (type.equals(SendMsgRequest)){
            return JsonUtil.jsonToObject(message,SendMsgRequest.class);
        }else if (type.equals(SendMsgResponse)){
            return JsonUtil.jsonToObject(message,SendMsgResponse.class);
        }else if (type.equals(HeartBeat)){
            return JsonUtil.jsonToObject(message,HeartBeat.class);
        }
        return null;
    }

  6)BussMessageHandler。先看这个入站handler,是我们的一个业务处理主入口,他的主要工作就是将消息分发给线程池去处理,另外还负载一个小场景,当客户端主动断开时,需要将相应的账户数据库中状态更新为不在线。

public class BussMessageHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(BussMessageHandler.class);

    @Autowired
    private TaskDispatcher taskDispatcher;

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        logger.info("收到消息:{}",msg);
        if (msg instanceof Message){
            taskDispatcher.submit(ctx.channel(),(Message)msg);
        }
    }

    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //客户端连接断开
        InetSocketAddress socketAddress = (InetSocketAddress)ctx.channel().remoteAddress();
        String ip = socketAddress.getAddress().getHostAddress();
        logger.info("客户端断开:{}",ip);
        String userName = SessionManager.removeSession(ctx.channel());
        SpringContextUtil.getBean(UserService.class).updateOnlineStatus(userName,Boolean.FALSE);
        super.channelInactive(ctx);
    }
}

  接下来还差线程池的处理逻辑,也非常简单,就是将任务封装成executor然后交给线程池处理:

public class TaskDispatcher {
    private ThreadPoolExecutor threadPool;

    public TaskDispatcher(){
        int corePoolSize = 15;
        int maxPoolSize = 50;
        int keepAliveSeconds = 30;
        int queueCapacity = 1024;
        BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>(queueCapacity);
        this.threadPool = new ThreadPoolExecutor(
                corePoolSize, maxPoolSize, keepAliveSeconds, TimeUnit.SECONDS,
                queue);
    }

    public void submit(Channel channel, Message msg){
        ExecutorBase executor = null;
        String messageType = msg.getMessageType();
        if (messageType.equals(MessageEnDeCoder.LoginRequest)){
            executor = new LoginExecutor(channel,msg);
        }
        if (messageType.equalsIgnoreCase(MessageEnDeCoder.SendMsgRequest)){
            executor = new SendMsgExecutor(channel,msg);
        }
        if (executor != null){
            this.threadPool.submit(executor);
        }
    }
}
 

  接下来看一下消息转发executor是怎么做的:

public class SendMsgExecutor extends ExecutorBase {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SendMsgExecutor.class);

    public SendMsgExecutor(Channel channel, Message message) {
        super(channel, message);
    }

    @Override
    public void run() {
        SendMsgResponse response = new SendMsgResponse();
        response.setMessageType(MessageEnDeCoder.SendMsgResponse);
        response.setTime(new Date());
        SendMsgRequest request = (SendMsgRequest)message;
        String recvUserName = request.getRecvUserName();
        String sendContent = request.getSendMessage();
        Channel recvChannel = SessionManager.getSession(recvUserName);
        if (recvChannel != null){
            SendMsgRequest sendMsgRequest = new SendMsgRequest();
            sendMsgRequest.setTime(new Date());
            sendMsgRequest.setMessageType(MessageEnDeCoder.SendMsgRequest);
            sendMsgRequest.setRecvUserName(recvUserName);
            sendMsgRequest.setSendMessage(sendContent);
            sendMsgRequest.setSendUserName(request.getSendUserName());
            recvChannel.writeAndFlush(sendMsgRequest).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {
                @Override
                public void operationComplete(Future<? super Void> future) throws Exception {
                    if (future.isSuccess()){
                        logger.info("消息转发成功:{}",sendMsgRequest);
                        response.setResultCode("0000");
                        response.setResultMessage(String.format("发给用户[%s]消息成功",recvUserName));
                        channel.writeAndFlush(response);
                    }else {
                        logger.error(ExceptionUtils.getStackTrace(future.cause()));
                        logger.info("消息转发失败:{}",sendMsgRequest);
                        response.setResultCode("9999");
                        response.setResultMessage(String.format("发给用户[%s]消息失败",recvUserName));
                        channel.writeAndFlush(response);
                    }
                }
            });
        }else {
            logger.info("用户{}不在线,消息转发失败",recvUserName);
            response.setResultCode("9999");
            response.setResultMessage(String.format("用户[%s]不在线",recvUserName));
            channel.writeAndFlush(response);
        }
    }
}

  整体逻辑:一获取要把消息发给那个账号;二获取该账号对应的连接;三在此连接上发送消息;四获取消息发送结果,将结果发给消息“发起者”。

  下面是登陆处理的executor:

public class LoginExecutor extends ExecutorBase {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LoginExecutor.class);

    public LoginExecutor(Channel channel, Message message) {
        super(channel, message);
    }
    @Override
    public void run() {
        LoginRequest request = (LoginRequest)message;
        String userName = request.getUserName();
        String password = request.getPassword();
        UserService userService = SpringContextUtil.getBean(UserService.class);
        boolean check = userService.checkLogin(userName,password);
        LoginResponse response = new LoginResponse();
        response.setUserName(userName);
        response.setMessageType(MessageEnDeCoder.LoginResponse);
        response.setTime(new Date());
        response.setResultCode(check?"0000":"9999");
        response.setResultMessage(check?"登陆成功":"登陆失败,用户名或密码错");
        if (check){
            userService.updateOnlineStatus(userName,Boolean.TRUE);
            SessionManager.addSession(userName,channel);
        }
        channel.writeAndFlush(response).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {
            @Override
            public void operationComplete(Future<? super Void> future) throws Exception {
                //登陆失败,断开连接
                if (!check){
                    logger.info("用户{}登陆失败,断开连接",((LoginRequest) message).getUserName());
                    channel.disconnect();
                }
            }
        });
    }
}

  登陆逻辑也不复杂,登陆成功则更新用户在线状态,并且无论登陆成功还是失败,都会返一个登陆应答。同时,如果登陆校验失败,在返回应答成功后,需要将链接断开。

  7)JsonEncoder。最后看这个唯一的出站handler,服务端发出去的消息都会被出站handler处理,他的职责就是将java bean转成我们之前定义的报文协议格式:

public class JsonEncoder extends MessageToByteEncoder<Message> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, Message message, ByteBuf byteBuf) throws Exception {
        String msgStr = MessageEnDeCoder.encode(message);
        int length = msgStr.getBytes(Charset.forName("UTF-8")).length;
        String str = String.valueOf(length);
        String lenStr = StringUtils.leftPad(str,8,"0");
        msgStr = lenStr + msgStr;
        byteBuf.writeBytes(msgStr.getBytes("UTF-8"));
    }
}

  8)SessionManager。剩下最后一个东西没说,这个是用来保存每个登陆成功账户的链接的,底层是个map,key为用户账户,value为链接:

public class SessionManager {
    private static ConcurrentHashMap<String,Channel> sessionMap = new ConcurrentHashMap<>();

    public static void addSession(String userName,Channel channel){
        sessionMap.put(userName,channel);
    }

    public static String removeSession(String userName){
        sessionMap.remove(userName);
        return userName;
    }

    public static String removeSession(Channel channel){
        for (String key:sessionMap.keySet()){
            if (channel.id().asLongText().equalsIgnoreCase(sessionMap.get(key).id().asLongText())){
                sessionMap.remove(key);
                return key;
            }
        }
        return null;
    }

    public static Channel getSession(String userName){
        return sessionMap.get(userName);
    }
}

  到这里,整个服务端的逻辑就走完了,是不是,很简单呢!

3、聊天客户端

  客户端中界面相关的东西是基于JavaFX框架做的,这个我是第一次用,所以不打算讲这块,怕误导大家。主要还是讲Netty作为客户端是如何跟服务端通信的。

  按照惯例,还是先贴出主入口:

public void login(String userName,String password) throws Exception {
        Bootstrap clientBootstrap = new Bootstrap();
        EventLoopGroup clientGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            clientBootstrap.group(clientGroup)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
                    .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS,10000);
            clientBootstrap.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                @Override
                protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                    ch.pipeline().addLast(new IdleStateHandler(20, 15, 0, TimeUnit.SECONDS));
                    ch.pipeline().addLast(new StringLengthFieldDecoder());
                    ch.pipeline().addLast(new StringDecoder(Charset.forName("UTF-8")));
                    ch.pipeline().addLast(new JsonDecoder());
                    ch.pipeline().addLast(new JsonEncoder());
                    ch.pipeline().addLast(bussMessageHandler);
                    ch.pipeline().addLast(new HeartBeatHandler());
                }
            });
            ChannelFuture future = clientBootstrap.connect(server,port).sync();
            if (future.isSuccess()){
                channel = (SocketChannel)future.channel();
                LoginRequest request = new LoginRequest();
                request.setTime(new Date());
                request.setUserName(userName);
                request.setPassword(password);
                request.setMessageType(MessageEnDeCoder.LoginRequest);
                channel.writeAndFlush(request).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {
                    @Override
                    public void operationComplete(Future<? super Void> future) throws Exception {
                        if (future.isSuccess()){
                            logger.info("登陆消息发送成功");
                        }else {
                            logger.info("登陆消息发送失败:{}", ExceptionUtils.getStackTrace(future.cause()));
                            Platform.runLater(new Runnable() {
                                @Override
                                public void run() {
                                    LoginController.setLoginResult("网络错误,登陆消息发送失败");
                                }
                            });
                        }
                    }
                });
            }else {
                clientGroup.shutdownGracefully();
                throw new RuntimeException("网络错误");
            }
        }catch (Exception e){
            clientGroup.shutdownGracefully();
            throw new RuntimeException("网络错误");
        }
    }

  对这段代码,我们主要关注这几点:一所有handler的初始化;二connect服务端。

  所有handler中,除了bussMessageHandler是客户端特有的外,其他的handler在服务端章节已经讲过了,不再赘述。

  1)先看连接服务端的操作。首先发起连接,连接成功后发送登陆报文。发起连接需要对成功和失败进行处理。发送登陆报文也需要对成功和失败进行处理。注意,这里的成功失败只是代表当前操作的网络层面的成功失败,这时候并不能获取服务端返回的应答中的业务层面的成功失败,如果不理解这句话,可以翻看前面讲过的“异步”相关内容。

  2)BussMessageHandler。整体流程还是跟服务端一样,将受到的消息扔给线程池处理,我们直接看处理消息的各个executor。

  先看客户端发出登陆请求后,收到登陆应答消息后是怎么处理的(这段代码可以结合1)的内容一起理解):

public class LoginRespExecutor extends ExecutorBase {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LoginRespExecutor.class);

    public LoginRespExecutor(Channel channel, Message message) {
        super(channel, message);
    }

    @Override
    public void run() {
        LoginResponse response = (LoginResponse)message;
        logger.info("登陆结果:{}->{}",response.getResultCode(),response.getResultMessage());
        if (!response.getResultCode().equals("0000")){
            Platform.runLater(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    LoginController.setLoginResult("登陆失败,用户名或密码错误");
                }
            });
        }else {
            LoginController.setCurUserName(response.getUserName());
            ClientApplication.getScene().setRoot(SpringContextUtil.getBean(MainView.class).getView());
        }
    }
}

  接下来看客户端是怎么发聊天信息的:

public void sendMessage(Message message) {
        channel.writeAndFlush(message).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {
            @Override
            public void operationComplete(Future<? super Void> future) throws Exception {
                SendMsgRequest send = (SendMsgRequest)message;
                if (future.isSuccess()){
                    Platform.runLater(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            MainController.setMessageHistory(String.format("[我]在[%s]发给[%s]的消息[%s],发送成功",
                                    DateFormatUtils.format(send.getTime(),"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"),send.getRecvUserName(),send.getSendMessage()));
                        }
                    });
                }else {
                    Platform.runLater(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            MainController.setMessageHistory(String.format("[我]在[%s]发给[%s]的消息[%s],发送失败",
                                    DateFormatUtils.format(send.getTime(),"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"),send.getRecvUserName(),send.getSendMessage()));
                        }
                    });
                }
            }
        });
    }

  实际上,到这里通信相关的代码已经贴完了。剩下的都是界面处理相关的代码,不再贴了。

  客户端,是不是,非常简单!

4、Web管理端

  Web管理端可以说是更没任何技术含量,就是Shiro登陆认证、列表增删改查。增删改没什么好说的,下面重点说一下Shiro登陆和列表查询。

  1)Shiro登陆

  首先定义一个Realm,至于这是什么概念,自行百度吧,这里并不是本文重点:

public class UserDbRealm extends AuthorizingRealm {
    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
        return null;
    }

    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
        RequestAttributes attributes = RequestContextHolder.getRequestAttributes();
        
        UsernamePasswordToken upToken = (UsernamePasswordToken) authenticationToken;
        String username = upToken.getUsername();
        String password = "";
        if (upToken.getPassword() != null)
        {
            password = new String(upToken.getPassword());
        }
        // TODO: 2021/5/13 校验用户名密码,不通过则抛认证异常即可 
        ShiroUser user = new ShiroUser();
        SimpleAuthenticationInfo info = new SimpleAuthenticationInfo(user, password, getName());
        return info;
    }
}

  接下来把这个Realm注册成Spring Bean,同时定义过滤链:

    @Bean
    public Realm realm() {
        UserDbRealm realm = new UserDbRealm();
        realm.setAuthorizationCachingEnabled(true);
        realm.setCacheManager(cacheManager());
        return realm;
    }
    
    @Bean
    public ShiroFilterChainDefinition shiroFilterChainDefinition() {
        DefaultShiroFilterChainDefinition chainDefinition = new DefaultShiroFilterChainDefinition();
        chainDefinition.addPathDefinition("/css/**", "anon");
        chainDefinition.addPathDefinition("/img/**", "anon");
        chainDefinition.addPathDefinition("/js/**", "anon");
        chainDefinition.addPathDefinition("/logout", "logout");
        chainDefinition.addPathDefinition("/login", "anon");
        chainDefinition.addPathDefinition("/captchaImage", "anon");
        chainDefinition.addPathDefinition("/**", "authc");
        return chainDefinition;
    }

  到现在为止,Shiro配置好了,下面看如何调起登陆:

    @PostMapping("/login")
    @ResponseBody
    public Result<String> login(String username, String password, Boolean rememberMe)
    {
        Result<String> ret = new Result<>();
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        try
        {
            subject.login(token);
            return ret;
        }
        catch (AuthenticationException e)
        {
            String msg = "用户或密码错误";
            if (StringUtils.isNotEmpty(e.getMessage()))
            {
                msg = e.getMessage();
            }
            ret.setCode(Result.FAIL);
            ret.setMessage(msg);
            return ret;
        }
    }

  登陆代码就这么愉快的完成了。

  2)列表查询

  查是个很简单的操作,但是却是所有web系统中使用最频繁的操作。因此,做一个通用性的封装,非常有必要。以下代码不做过多讲解,初级工程师到高级工程师,就差这段代码了(手动捂脸):

  a)Controller

    @RequestMapping("/query")
    @ResponseBody
    public Result<Page<User>> query(@RequestParam Map<String,Object> params, String sort, String order, Integer pageIndex, Integer pageSize){
        Page<User> page = userService.query(params,sort,order,pageIndex,pageSize);
        Result<Page<User>> ret = new Result<>();
        ret.setData(page);
        return ret;
    }

  b)Service

    @Autowired
    private UserDao userDao;
    @Autowired
    private QueryService queryService;

    public Page<User> query(Map<String,Object> params, String sort, String order, Integer pageIndex, Integer pageSize){
        return queryService.query(userDao,params,sort,order,pageIndex,pageSize);
    }
public class QueryService {
    public <T> com.easy.okim.common.model.Page<T> query(JpaSpecificationExecutor<T> dao, Map<String,Object> filters, String sort, String order, Integer pageIndex, Integer pageSize){
        com.easy.okim.common.model.Page<T> ret = new com.easy.okim.common.model.Page<T>();
        Map<String,Object> params = new HashMap<>();
        if (filters != null){
            filters.remove("sort");
            filters.remove("order");
            filters.remove("pageIndex");
            filters.remove("pageSize");
            for (String key:filters.keySet()){
                Object value = filters.get(key);
                if (value != null && StringUtils.isNotEmpty(value.toString())){
                    params.put(key,value);
                }
            }
        }
        Pageable pageable = null;
        pageIndex = pageIndex - 1;
        if (StringUtils.isEmpty(sort)){
            pageable = PageRequest.of(pageIndex,pageSize);
        }else {
            Sort s = Sort.by(Sort.Direction.ASC,sort);
            if (StringUtils.isNotEmpty(order) && order.equalsIgnoreCase("desc")){
                s = Sort.by(Sort.Direction.DESC,sort);
            }
            pageable = PageRequest.of(pageIndex,pageSize,s);
        }
        Page<T> page = null;
        if (params.size() ==0){
            page = dao.findAll(null,pageable);
        }else {
            Specification<T> specification = new Specification<T>() {
                @Override
                public Predicate toPredicate(Root<T> root, CriteriaQuery<?> criteriaQuery, CriteriaBuilder builder) {
                    List<Predicate> predicates = new ArrayList<>();
                    for (String filter : params.keySet()) {
                        Object value = params.get(filter);
                        if (value == null || StringUtils.isEmpty(value.toString())) {
                            continue;
                        }
                        String field = filter;
                        String operator = "=";
                        String[] arr = filter.split("\|");
                        if (arr.length == 2) {
                            field = arr[0];
                            operator = arr[1];
                        }
                        if (arr.length == 3) {
                            field = arr[0];
                            operator = arr[1];
                            String type = arr[2];
                            if (type.equalsIgnoreCase("boolean")){
                                value = Boolean.parseBoolean(value.toString());
                            }else if (type.equalsIgnoreCase("integer")){
                                value = Integer.parseInt(value.toString());
                            }else if (type.equalsIgnoreCase("long")){
                                value = Long.parseLong(value.toString());
                            }
                        }
                        String[] names = StringUtils.split(field, ".");
                        Path expression = root.get(names[0]);
                        for (int i = 1; i < names.length; i++) {
                            expression = expression.get(names[i]);
                        }
                        // logic operator
                        switch (operator) {
                            case "=":
                                predicates.add(builder.equal(expression, value));
                                break;
                            case "!=":
                                predicates.add(builder.notEqual(expression, value));
                                break;
                            case "like":
                                predicates.add(builder.like(expression, "%" + value + "%"));
                                break;
                            case ">":
                                predicates.add(builder.greaterThan(expression, (Comparable) value));
                                break;
                            case "<":
                                predicates.add(builder.lessThan(expression, (Comparable) value));
                                break;
                            case ">=":
                                predicates.add(builder.greaterThanOrEqualTo(expression, (Comparable) value));
                                break;
                            case "<=":
                                predicates.add(builder.lessThanOrEqualTo(expression, (Comparable) value));
                                break;
                            case "isnull":
                                predicates.add(builder.isNull(expression));
                                break;
                            case "isnotnull":
                                predicates.add(builder.isNotNull(expression));
                                break;
                            case "in":
                                CriteriaBuilder.In in = builder.in(expression);
                                String[] arr1 = StringUtils.split(filter.toString(), ",");
                                for (String e : arr1) {
                                    in.value(e);
                                }
                                predicates.add(in);
                                break;
                        }
                    }

                    // 将所有条件用 and 联合起来
                    if (!predicates.isEmpty()) {
                        return builder.and(predicates.toArray(new Predicate[predicates.size()]));
                    }
                    return builder.conjunction();
                }
            };
            page = dao.findAll(specification,pageable);
        }
        ret.setTotal(page.getTotalElements());
        ret.setRows(page.getContent());
        return ret;
    }
}

  c)Dao

public interface UserDao extends JpaRepository<User,Long>,JpaSpecificationExecutor<User> {
    //啥都不用写,继承Spring Data Jpa提供的类就行了
}

五、结语

  虽然标题起的有些哗众取宠了,但内容也确实都是实实在在的干货,希望本文能对大家有一些帮助,源代码工程不打算贴了,希望你能跟着文章自己手敲一遍。

  开头说的收款二维码,只是说笑,如果你真想付款,请私信我索取收款二维码,金额不设上限的哈哈。

  欢迎阅读,欢迎转载,转载请注明出处,求你了。