基于netty的浏览器客户端打印控件实现

项目地址：https://github.com/w414034207/print-netty

业务场景

给客户开发一个web管理系统时，客户要求能够在浏览器点击打印，直接使用客户端的本地打印机打印服务端的文件，打印配置可以在网页进行设置。
客户要求静默打印，用户不需要看打印预览页面，可以打印服务端动态生成的PDF文件，可以在网页上选择打印份数，默认双面打印。

思路

网上看了各种提供打印的方式，使用js的一些打印控件都不符合要求，PDF文件中的电子签名解析不出来。
还试用了两种收费的打印控件，都是需要在客户端安装启动一个可执行文件。
下图为当时试过的打印方式

其中一个收费的控件能一定程度满足我们的需求，直接传URL就能打印对应的PDF文件。且不会丢失PDF文件中的电子签名。（即上图中的第一个button对应的，简写是jcp，可以静默打印，也可以传各种打印参数，缺点是：1. 打印方法的回调不能确定是否打印成功；2. 如果url没有返回pdf，回调不会被调用；3. 收费）

这时我就想，如果考虑客户端安装控件的方式，好像自己写一个控件问题也不大：

实现一个http服务，可接收http请求，被请求时可用java调用打印机进行打印；
浏览器客户端请求本地一个固定端口即可访问到该服务；

技术选择

Spring Boot

现成的http服务，我直接就写了一个，验证上面思路的可行性，实验之后确实可以在浏览器端打印PDF文件；但是问题就是太大了，由于我的功能很简单，而使用了Spring Boot之后，运行时内存都200M以上，这对用户的机器性能就有可能造成较大的影响；

Java NIO

由于当时刚好在学习Java NIO的相关知识，既然Spring Boot现成的服务太大了，我或许可以自己实现http协议的编解码，使用Java NIO实现http服务，使服务更轻量，然后我就舍弃了Spring Boot，改用Java NIO实现（这个代码，在github上是Private的，如果有感兴趣的盆友可以发消息找我要）；

netty

NIO版本的已经确认可以在FireFox、Chrome浏览器稳定使用，但是在使用IE进行测试时，经常会出现请求消息读取不完整的情况，我自己实现的http协议看来还需要优化。考虑到自己写的http协议还是太简陋，优化的空间很大，成本不好说。所以我决定还是使用netty提供的现成的http支持，用netty实现http服务，以兼顾轻量和稳定。

实现

netty实现http服务端

创建处理http请求的Handler（这里只贴出主要的方法，还有两个必须实现的接口方法没有贴）

@ChannelHandler.Sharable
public class HttpHandler extends SimpleChannelInboundHandler<FullHttpRequest> {@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest msg) throws Exception {DefaultFullHttpResponse response = executeRequest(msg);HttpHeaders heads = response.headers();// 返回内容的MIME类型heads.add(HttpHeaderNames.CONTENT_TYPE, HttpHeaderValues.TEXT_PLAIN + "; charset=UTF-8");// 响应体的长度heads.add(HttpHeaderNames.CONTENT_LENGTH, response.content().readableBytes());// 允许跨域访问heads.add(HttpHeaderNames.ACCESS_CONTROL_ALLOW_ORIGIN, "*");// 响应给客户端ctx.write(response);}private DefaultFullHttpResponse executeRequest(FullHttpRequest msg) throws UnsupportedEncodingException {// 200HttpResponseStatus responseStatus = HttpResponseStatus.OK;String returnMsg = "";try {// 自己实现的保存http请求信息的类HttpRequest httpRequest = new HttpRequest(msg);Class<PrintController> printControllerClass = PrintController.class;Method invokeMethod = printControllerClass.getMethod(httpRequest.getMethod(), HttpRequest.class);PrintController printController = PrintController.getInstance();// 使用反射，调用对应的方法，获取返回值returnMsg = (String) invokeMethod.invoke(printController, httpRequest);} catch (NoSuchMethodException e) {// 404responseStatus = HttpResponseStatus.NOT_FOUND;} catch (IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();// 500responseStatus = HttpResponseStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR;}return new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1, responseStatus,Unpooled.wrappedBuffer(returnMsg.getBytes()));}
}

启动一个netty服务

public class HttpServer {private final static int PORT = PrintConstants.SERVER_PORT;public static void start() {final HttpHandler httpHandler = new HttpHandler();// 创建EventLoopGroupEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();b.group(bossGroup, workerGroup)//指定所使用的NIO传输Channel.channel(NioServerSocketChannel.class)//使用指定的端口设置套接字地址.localAddress(new InetSocketAddress(PORT))// 添加Handler到Channle的ChannelPipeline.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel socketChannel) {// 获取管道socketChannel.pipeline()// 解码+编码.addLast(new HttpServerCodec())/* aggregator，消息聚合器，处理POST请求的消息 */.addLast(new HttpObjectAggregator(1024 * 1024))// HttpHandler被标注为@shareable,所以我们可以总是使用同样的案例.addLast(httpHandler);}});try {// 异步地绑定服务器;调用sync方法阻塞等待直到绑定完成ChannelFuture f = b.bind().sync();// 获取Channel的CloseFuture，并且阻塞当前线程直到它完成f.channel().closeFuture().sync();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {// 关闭EventLoopGroup，释放所有的资源bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}
}

打印功能

获取所有打印机

PrintService[] printServices = PrinterJob.lookupPrintServices();

获取默认打印机

PrintService defaultService = PrintServiceLookup.lookupDefaultPrintService();

打印功能实现，由于业务需要，可能会一次打印多个PDF文件。所以我使用多线程下载文件的方式，先把所有文件都下载到内存。都下载成功才启动打印任务。
启动多线程下载的代码如下：

    private LinkedBlockingQueue<byte[]> downloadAllDocument(List<String> urlList, LinkedBlockingQueue<byte[]> queue) throws InterruptedException, IOException {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(r -> new Thread(r, "t_iop_download_" + r.hashCode()));CountDownLatch count = new CountDownLatch(urlList.size());AtomicBoolean downFlag = new AtomicBoolean(true);// 多线程下载文件，都下载成功之后再统一打印。for (String url : urlList) {if (StringUtils.isEmpty(url)) {count.countDown();continue;}executorService.submit(() -> {try {queue.add(download(url));} catch (Exception e) {// 下载失败downFlag.set(false);} finally {count.countDown();}});}//等待计数器计数count.await();// 如果下载失败，则清空队列if (!downFlag.get()) {throw new IOException("获取文件失败");}return queue;}

然后通过下面的代码进行打印

        LinkedBlockingQueue<byte[]> documentsByte = new LinkedBlockingQueue<>();documentsByte = downloadAllDocument(urlList, documentsByte);byte[] fileByte;// 都下载结束，没问题，开始打印PrinterJob printerJob = PrinterJob.getPrinterJob();printerJob.setPrintService(printer);while ((fileByte = documentsByte.poll()) != null) {try (PDDocument document = PDDocument.load(fileByte)) {printerJob.setPageable(new PDFPageable(document));printerJob.print(attr);}}

同时通过查看javax.print的源码，增加了打印机不可用的判断，测试过打印机脱机和打印队列有未处理的失败的打印任务都不可用。（该判断在jre1.8.0_25下生效，在8u201、8u212下都没有生效）

        // javax.print.PrintService printer if (printer.getAttribute(PrinterIsAcceptingJobs.class) == PrinterIsAcceptingJobs.NOT_ACCEPTING_JOBS) {throw new PrinterException("打印机不可用");}

js提供客户端API

api代码如下

const printServerAddress = "http://127.0.0.1:31777/";
const downloadUrl = "print.zip";function getPrinters(callbackFunc) {$.ajax({type: "GET",url: printServerAddress + "getPrinters?_m=" + Math.random(),success: function (msg) {let dataObj = eval("(" + msg + ")");callbackFunc(dataObj);},error: downloadIoPrint});
}function getDefaultPrinter(callbackFunc) {$.ajax({type: "GET",url: printServerAddress + "getDefaultPrinter?_m=" + Math.random(),success: callbackFunc,error: downloadIoPrint});
}function printPdf(url, config) {$.ajax({type: "POST",data: {'printer': config.printer, 'copies': config.copies, 'duplex': config.duplex, 'url': url},url: printServerAddress + "printPdf?_m=" + Math.random(),success: config.done});
}function downloadIoPrint() {if (confirm("请下载解压并运行打印服务后重试！点击【确定】下载。")) {location.href = downloadUrl;}
}

到这里，已经满足我们的需求。
（这里贴出来的只是主要代码，具体的项目代码可以查看github，github上面也有完整的调用demo）