2021SC@SDUSC

Netty 通过 WebSocket 编程实现服务器和客户端全双工长连接

实例要求:

Http 协议是无状态的, 浏览器和服务器间的请求响应一次，下一次会重新创建连接.
要求：实现基于 webSocket 的长连接的全双工的交互
改变 Http 协议多次请求的约束，实现长连接了，服务器可以发送消息给浏览器
客户端浏览器和服务器端会相互感知，比如服务器关闭了，浏览器会感知，同样浏览器关闭了，服务器会感知
运行界面

MyServer

package com.shandonguniversity.netty.websocket;import com.atguigu.netty.heartbeat.MyServerHandler;
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.logging.LogLevel;
import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;
import io.netty.handler.stream.ChunkedWriteHandler;
import io.netty.handler.timeout.IdleStateHandler;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class MyServer {public static void main(String[] args) throws Exception{//创建两个线程组EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8个NioEventLooptry {ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup);serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);serverBootstrap.handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO));serverBootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();//因为基于http协议，使用http的编码和解码器pipeline.addLast(new HttpServerCodec());//是以块方式写，添加ChunkedWriteHandler处理器pipeline.addLast(new ChunkedWriteHandler());/*说明1. http数据在传输过程中是分段, HttpObjectAggregator ，就是可以将多个段聚合2. 这就就是为什么，当浏览器发送大量数据时，就会发出多次http请求*/pipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(8192));/*说明1. 对应websocket ，它的数据是以 帧(frame) 形式传递2. 可以看到WebSocketFrame 下面有六个子类3. 浏览器请求时 ws://localhost:7000/hello 表示请求的url4. WebSocketServerProtocolHandler 核心功能是将 http协议升级为 ws协议 (WebSocket), 保持长连接5. 是通过一个 状态码 101*/pipeline.addLast(new WebSocketServerProtocolHandler("/hello"));//hello请求地址有对应关系//自定义的handler ，处理业务逻辑pipeline.addLast(new MyTextWebSocketFrameHandler());}});//启动服务器ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(7000).sync();channelFuture.channel().closeFuture().sync();}finally {bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}
}

MyTextWebSocketFrameHandler

package com.shandonguniversity.netty.websocket;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;import java.time.LocalDateTime;//这里 TextWebSocketFrame 类型，表示一个文本帧(frame),泛型
public class MyTextWebSocketFrameHandler extends SimpleChannelInboundHandler<TextWebSocketFrame>{@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame msg) throws Exception {//注意：以TextWebSocketFrame形式进行交互，如果改成String类型，信息就拿不到了System.out.println("服务器收到消息 " + msg.text());//回复消息ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame("服务器时间" + LocalDateTime.now() + " " + msg.text()));}//当web客户端连接后， 触发方法@Overridepublic void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {//id 表示唯一的值，LongText 是唯一的 ShortText 不是唯一System.out.println("handlerAdded 被调用" + ctx.channel().id().asLongText());System.out.println("handlerAdded 被调用" + ctx.channel().id().asShortText());}@Overridepublic void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {System.out.println("handlerRemoved 被调用" + ctx.channel().id().asLongText());}@Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {System.out.println("异常发生 " + cause.getMessage());ctx.close(); //关闭连接通道}
}

hello.html


<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title>
</head>
<body>
<script>
//编写页面充当客户端功能var socket;//判断当前浏览器是否支持websocket编程if(window.WebSocket) {//支持websocket编程，go onsocket = new WebSocket("ws://localhost:7000/hello2");//相当于channelRead0, ev 收到服务器端回送的消息socket.onmessage = function (ev) {var rt = document.getElementById("responseText");rt.value = rt.value + "\n" + ev.data;//拼接}//相当于连接开启(感知到长连接开启)socket.onopen = function (ev) {var rt = document.getElementById("responseText");rt.value = "连接开启了.."}//相当于连接关闭(感知到长连接关闭)socket.onclose = function (ev) {var rt = document.getElementById("responseText");rt.value = rt.value + "\n" + "连接关闭了.."}} else {//不支持websocket编程alert("当前浏览器不支持websocket")}//发送消息到服务器function send(message) {if(!window.socket) { //先判断socket是否创建好return;}if(socket.readyState == WebSocket.OPEN) {//通过socket 发送消息，以TextWebSocketFrame形式进行交互，协议规定好的socket.send(message)} else {alert("连接没有开启");}}//onsubmit通过按钮触发相关时间
</script><form onsubmit="return false"><textarea name="message" style="height: 300px; width: 300px"></textarea><input type="button" value="发送消息" onclick="send(this.form.message.value)"><textarea id="responseText" style="height: 300px; width: 300px"></textarea><input type="button" value="清空内容" onclick="document.getElementById('responseText').value=''"></form>
</body>
</html>

运行截图

客户端浏览器

Eclipse服务器端

WebSocketServerProtocolHandler 核心功能是将 http协议升级为 ws协议 (WebSocket), 保持长连接，是通过一个状态码 101
如下图绿点处显示101 Switching Protacols，Response Headersz中upgrade：websocket

长连接，不会发一次就没有了。全双工，客户端浏览器和服务器可以两方面感知。

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