基于SpringBoot+Netty实现即时通讯（IM）功能

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

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       <dependency>
            <groupId>io.netty</groupId>
            <artifactId>netty-all</artifactId>
            <version>4.1.85.Final</version>
        </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

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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<String, Channel> USERS = new ConcurrentHashMap<>(1024);
　　//  用来存放创建的群聊连接
    public static final ChannelGroup GROUP = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);

    public 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<SocketChannel>() {
                    @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

复制代码

/**
 * @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

复制代码

@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：

复制代码

@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

复制代码

import com.alibaba.fastjson2.JSON;
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

复制代码

/**
 * @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

复制代码

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：

复制代码

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<TextWebSocketFrame> {

    @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

复制代码

@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！