基于Netty实现聊天室

news2024/11/27 9:20:13

前言

了解了Netty的基本功能和相关概念，使用基于Netty实现多人聊天的功能。

需求

1.服务端能够接收客户端的注册，并且接受用户的信息注册

2.服务端能够处理客户端发送的消息，并且根据消息类型进行私发或者广播发送消

3.服务端能够私发消息和广播消息

代码实现

环境

java版本：JDK17
netty版本： 4.1.111.Final

服务端

import com.fftf.netty.handler.ChatServerHandler;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;

public class ChatRoomServer {
    private final int port;

    public ChatRoomServer(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void run() throws Exception{
        //用于建立连接
        EventLoopGroup bossGroup=new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup=new NioEventLoopGroup();
        try {
        ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
        b.group(bossGroup,workerGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                        pipeline.addLast(new StringDecoder());
                        pipeline.addLast(new StringEncoder());
                        pipeline.addLast(new ChatServerHandler());
                    }
                })
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true);


            ChannelFuture f  = b.bind(port).sync();
            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            workerGroup.shutdownGracefully();
            bossGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ChatRoomServer chatRoomServer=new ChatRoomServer(8080);
        try {
            chatRoomServer.run();
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

服务端自定义handler


import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;

import java.util.*;

public class ChatServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
    private static final Map<ChannelHandlerContext, String> clients = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());

    @Override
    public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        super.channelRegistered(ctx);
    }

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("Client connected: " + ctx.channel().remoteAddress());
        ctx.writeAndFlush("请输入你的用户名：\n");

    }

    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("Client disconnected: " + clients.get(ctx));
        clients.remove(ctx);
        broadcastMessage("User left: " + clients.get(ctx));
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
        if (!clients.containsKey(ctx)) {
            if (!msg.isEmpty()) {
                if (clients.containsValue(msg)) {
                    ctx.writeAndFlush("用户名已经存在，请重新输入用户名：\n");
                    return;
                }
                clients.put(ctx, msg.trim());
                broadcastMessage("用户加入聊天室: " + msg);
            } else {
                ctx.writeAndFlush("无效的用户名，请重新输入用户名：\n");
                return;
            }
        } else {
            System.out.println("接收到消息 " + clients.get(ctx) + ": " + msg);
            if (msg.startsWith("/msg ")) {
                handlePrivateMessage(ctx, msg.substring(5));
            } else {
                broadcastMessage(clients.get(ctx) + ": " + msg);
            }
        }
    }

    private void broadcastMessage(String msg) {
        synchronized (clients) {
            for (ChannelHandlerContext client : clients.keySet()) {
                client.writeAndFlush(msg + "\n");
            }
        }
    }

    private void handlePrivateMessage(ChannelHandlerContext senderCtx, String msg) {
        String[] parts = msg.split(" ", 2);
        if (parts.length != 2) {
            senderCtx.writeAndFlush("无效的消息格式 使用 /msg <username> <message>\n");
            return;
        }

        String recipientUsername = parts[0];
        String message = parts[1];

        for (Map.Entry<ChannelHandlerContext, String> entry : clients.entrySet()) {
            if (entry.getValue().equals(recipientUsername)) {
                entry.getKey().writeAndFlush("[私发消息 来自于 " + clients.get(senderCtx) + "] " + message + "\n");
                return;
            }
        }

        senderCtx.writeAndFlush("用户未找到: " + recipientUsername + "\n");
    }
}

服务端自定义handler主要的功能：

  • 维护客户端注册信息
  • channel的注册
  • channel的激活事件的处理
  • channel注销事件的处理
  • 消息的处理
    • 广播消息的转发
    • 私发消息的转发

客户端

import com.fftf.netty.handler.ChatClientHandler;
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;

public class ChatRoomClient {
    private final String host;
    private final int port;
    private  Channel channel;

    public ChatRoomClient(String host, int port) {
        this.host = host;
        this.port = port;
    }

    public Channel getChannel() {
        return channel;
    }

    public void run() throws Exception {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try {
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            bootstrap.group(group)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            pipeline.addLast(new StringDecoder());
                            pipeline.addLast(new StringEncoder());
                            pipeline.addLast(new ChatClientHandler(ChatRoomClient.this));
                        }
                    });

            ChannelFuture future = bootstrap.connect(host, port).sync();
            channel = future.channel();

            // 启动一个线程用于接收用户的输入
            Thread userInputThread = new Thread(() -> {
                BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                while (true) {
                    try {
                        String msg = in.readLine();
                        if (msg == null || "exit".equalsIgnoreCase(msg)) {
                            break;
                        }
                        channel.writeAndFlush(msg + "\n");
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                channel.close();
            });
            userInputThread.start();

            // 等待直到客户端连接关闭
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String host = "localhost";
        int port = 8080;
        if (args.length == 2) {
            host = args[0];
            port = Integer.parseInt(args[1]);
        }
        new ChatRoomClient(host, port).run();
    }
}

客户端自定义handler

import com.fftf.netty.client.ChatRoomClient;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;

public class ChatClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
    private final ChatRoomClient client;

    public ChatClientHandler(ChatRoomClient client){
        this.client=client;
    }
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
        System.out.println("收到消息："+msg);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
        client.getChannel().close();
    }
}

客户端handler的功能比较简单，就是输出收到消息的内容

效果演示

启动一个sever端，两个client端

服务端

客户端1：

客户端2：

完整代码

https://github.com/qyfftf/netty-chatroom

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