基于SpringBoot+Netty实现即时通讯（IM）功能

Posted on by hackdl

简单记录一下实现的整体框架，具体细节在实际生产中再细化就可以了。

第一步 引入netty依赖

SpringBoot的其他必要的依赖像Mybatis、Lombok这些都是老生常谈了 就不在这里放了

       dependency>
            groupId>io.nettygroupId>
            artifactId>netty-allartifactId>
            version>4.1.85.Finalversion>
        dependency>

第二步接下来就是准备工作。

消息服务类（核心代码） 聊天服务的功能就是靠这个类的start()函数来启动的 绑定端口8087 之后可以通socket协议访问这个端口来执行通讯

import com.bxt.demo.im.handler.WebSocketHandler;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.group.ChannelGroup;
import io.netty.channel.group.DefaultChannelGroup;
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 io.netty.util.concurrent.GlobalEventExecutor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * @Description: 即时通讯服务类
 * @author: bhw
 * @date: 2023年09月27日 13:44
 */
@Slf4j
public class IMServer {
　　//  用来存放连入服务器的用户集合
    public static final Map USERS = new ConcurrentHashMap(1024);
　　//  用来存放创建的群聊连接
    public static final ChannelGroup GROUP = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);

    publ服务器托管网ic static void start() throws InterruptedException {
        log.info("IM服务开始启动");
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        // 绑定端口
        ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
        bootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childHandler(new ChannelInitializer() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
                        ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
                        // 添加http编码解码器
                        pipeline.addLast(new HttpServerCodec())
                                //支持大数据流
                                .addLast(new ChunkedWriteHandler())
                                // 对http消息做聚合操作 FullHttpRequest FullHttpResponse
                                .addLast(new HttpObjectAggregator(1024*64))
                                //支持websocket
                                .addLast(new WebSocketServerProtocolHandler("/"))
                                .addLast(new WebSocketHandler());
                    }
                });

        ChannelFuture future = bootstrap.bind(8087).sync();
        log.info("服务器启动开始监听端口: {}", 8087);
        future.channel().closeFuture().sync();
        //关闭主线程组
        bossGroup.shutdownGracefully();
        //关闭工作线程组
        workGroup.shutdownGracefully();
    }

}

创建聊天消息实体类

/**
 * @Description: 聊天消息对象 可以自行根据实际业务扩展
 * @author: seizedays
 */
@Data
public class ChatMessage extends IMCommand {
    //消息类型
    private Integer type;
    //消息目标对象
    private String target;
    //消息内容
    private String content;

}

连接类型枚举类，暂时定义为建立连接、发送消息和加入群组三种状态码

@AllArgsConstructor
@Getter
public enum CommandType {

    //建立连接
    CONNECT(10001),
    //发送消息
    CHAT(10002),
    //加入群聊
    JOIN_GROUP(10003),
    ERROR(-1)
    ;


    private Integer code;

    public static CommandType match(Integer code){
        for (CommandType value : CommandType.values()) {
            if (value.code.equals(code)){
                return value;
            }
        }
        return ERROR;
    }

}

命令动作为聊天的时候 消息类型又划分为私聊和群聊两种 枚举类如下：

@AllArgsConstructor
@Getter
public enum MessageType {

    //私聊
    PRIVATE(1),
    //群聊
    GROUP(2),
    ERROR(-1)
    ;
    private Integer type;

    public static MessageType match(Integer code){
        for (MessageType value : MessageType.values()) {
            if (value.type.equals(code)){
                return value;
            }
        }
        return ERROR;
    }

}

创建连接请求的拦截器

import com.alibaba.fastjson2.JSON;
服务器托管网import com.bxt.common.vo.Result;
import com.bxt.demo.im.cmd.IMCommand;
import com.bxt.demo.im.server.IMServer;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;

/**
 * @Description: 用户连接到服务端的拦截器
 * @author: bhw
 * @date: 2023年09月27日 14:28
 */
public class ConnectionHandler {
    public static void execute(ChannelHandlerContext ctx, IMCommand command) {
        if (IMServer.USERS.containsKey(command.getNickName())) {
            ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.error(command.getNickName() + "已经在线，不能重复连接"))));
            ctx.channel().disconnect();
            return;
        }

        IMServer.USERS.put(command.getNickName(), ctx.channel());

        ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.success("系统消息：" + command.getNickName() + "与服务端连接成功"))));

        ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.success(JSON.toJSONString(IMServer.USERS.keySet())))));
    }
}

加入群组功能的拦截器

/**
 * @Description: 加入群聊拦截器
 * @author: bhw
 * @date: 2023年09月27日 15:07
 */
public class JoinGroupHandler {
    public static void execute(ChannelHandlerContext ctx) {
        try {
            IMServer.GROUP.add(ctx.channel());
            ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.success("加入系统默认群组成功！"))));
        } catch (Exception e) {
            ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.error("消息内容异常"))));
        }

    }
}

发送聊天到指定对象的功能拦截器

import com.alibaba.excel.util.StringUtils;
import com.alibaba.fastjson2.JSON;
import com.bxt.common.vo.Result;
import com.bxt.demo.im.cmd.ChatMessage;
import com.bxt.demo.im.cmd.MessageType;
import com.bxt.demo.im.server.IMServer;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;

import java.util.Objects;

/**
 * @Description: 聊天拦截器
 * @author: bhw
 * @date: 2023年09月27日 15:07
 */
public class ChatHandler {
    public static void execute(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame frame) {
        try {
            ChatMessage message = JSON.parseObject(frame.text(), ChatMessage.class);
            MessageType msgType = MessageType.match(message.getType());

            if (msgType.equals(MessageType.PRIVATE)) {
                if (StringUtils.isBlank(message.getTarget())){
                    ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.error("系统消息：消息发送失败，请选择消息发送对象"))));
                    return;
                }
                Channel channel = IMServer.USERS.get(message.getTarget());
                if (Objects.isNull(channel) || !channel.isActive()){
                    ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.error("系统消息：消息发送失败，对方不在线"))));
                    IMServer.USERS.remove(message.getTarget());
                    return;
                }
                channel.writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.success("私聊消息（" + message.getTarget() + "）:" + message.getContent()))));

            } else if (msgType.equals(MessageType.GROUP)) {
                IMServer.GROUP.writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.success("群消息：发送者（" + message.getNickName() + "）:" + message.getContent()))));
            }else {
                ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.error("系统消息：不支持的消息类型"))));
            }


        } catch (Exception e) {
            ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.error("消息内容异常"))));
        }

    }
}

最后是websocket拦截器 接收到客户端的指令后选择对应的拦截器实现相应的功能：

import com.alibaba.fastjson2.JSON;
import com.bxt.common.vo.Result;
import com.bxt.demo.im.cmd.CommandType;
import com.bxt.demo.im.cmd.IMCommand;
import com.bxt.demo.im.server.IMServer;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * @Description: websocket拦截器
 * @author: bhw
 * @date: 2023年09月27日 13:59
 */
@Slf4j
public class WebSocketHandler extends SimpleChannelInboundHandler {

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame frame) {
        System.out.println(frame.text());
        try {
            IMCommand command = JSON.parseObject(frame.text(), IMCommand.class);
            CommandType cmdType = CommandType.match(command.getCode());
            if (cmdType.equals(CommandType.CONNECT)){
                ConnectionHandler.execute(ctx, command);
            } else if (cmdType.equals(CommandType.CHAT)) {
                ChatHandler.execute(ctx,frame);
            } else if (cmdType.equals(CommandType.JOIN_GROUP)) {
                JoinGroupHandler.execute(ctx);
            } else {
                ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.error("不支持的code"))));
            }
        }catch (Exception e){
            ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(JSON.toJSONString(Result.error(e.getMessage()))));
        }

    }

    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        // 当连接断开时被调用
        Channel channel = ctx.channel();
        // 从 USERS Map 中移除对应的 Channel
        removeUser(channel);
        super.channelInactive(ctx);
    }

    private void removeUser(Channel channel) {
        // 遍历 USERS Map，找到并移除对应的 Channel
        IMServer.USERS.entrySet().removeIf(entry -> entry.getValue() == channel);
    }
}

第三步 启动服务

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
       // 启动IM服务
        try {
            IMServer.start();
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

}

现在 客户端通过socket协议访问8087端口即可实现基本的聊天室功能了！

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作者：马伟，青云科技容器顾问，云原生爱好者，目前专注于云原生技术，云原生领域技术栈涉及 Kubernetes、KubeSphere、KubeKey 等。 2019 年，我在给很多企业部署虚拟化，介绍虚拟网络和虚拟存储。 2023 年，这些企业都已经上了云原生了…

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