基于Java實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)實時聊天系統(tǒng)(附源碼)

更新時間：2022年09月15日 08:58:08 作者：Java程序員-張凱

Netty?是一個利用?Java?的高級網(wǎng)絡的能力，隱藏其背后的復雜性而提供一個易于使用的?API?的客戶端/服務器框架。本文將利用它實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)實時聊天系統(tǒng)，感興趣的可以了解一下

0. 前言

決定以Netty為核心，以WebSocket為應用層通信協(xié)議做一個互聯(lián)網(wǎng)聊天系統(tǒng)，整體而言就像微信網(wǎng)頁版一樣，但考慮到這個聊天系統(tǒng)的功能非常多，因此只打算實現(xiàn)核心的聊天功能，包括單發(fā)、群發(fā)、文件發(fā)送，然后把項目與Spring整合做成開源、可拓展的方式，給大家參考、討論、使用，歡迎大家的指點。

關(guān)于Netty

Netty 是一個利用 Java 的高級網(wǎng)絡的能力，隱藏其背后的復雜性而提供一個易于使用的 API 的客戶端/服務器框架。

關(guān)于WebSocket通信協(xié)議

WebSocket是為了解決HTTP協(xié)議中通信只能由客戶端發(fā)起這個弊端而出現(xiàn)的，WebSocket基于HTTP5協(xié)議，借用HTTP進行握手、升級，能夠做到輕量的、高效的、雙向的在客戶端和服務端之間傳輸文本數(shù)據(jù)。

1、技術(shù)準備

IDE：MyEclipse 2016

JDK版本：1.8.0_121

瀏覽器：谷歌瀏覽器、360瀏覽器（極速模式）（涉及網(wǎng)頁前端設計，后端開發(fā)表示很苦悶）

涉及技術(shù)：

Netty 4
WebSocket + HTTP
Spring MVC + Spring
JQuery
Bootstrap 3 + Bootstrap-fileinput
Maven 3.5
Tomcat 8.0

2. 整體說明

2.1 設計思想

整個通信系統(tǒng)以Tomcat作為核心服務器運行，其下另開一個線程運行Netty WebSocket服務器，Tomcat服務器主要處理客戶登錄、個人信息管理等的HTTP類型請求（通常的業(yè)務類型），端口為8080，Netty WebSockt服務器主要處理用戶消息通信的WebSocket類型請求，端口為3333。用戶通過瀏覽器登錄后，瀏覽器會維持一個Session對象（有效時間30分鐘）來保持登錄狀態(tài)，Tomcat服務器會返回用戶的個人信息，同時記錄在線用戶，根據(jù)用戶id建立一條WebSocket連接并保存在后端以便進行實時通信。當一個用戶向另一用戶發(fā)起通信，服務器會根據(jù)消息內(nèi)容中的對話方用戶id，找到保存的WebSocket連接，通過該連接發(fā)送消息，對方就能夠收到即時收到消息。當用戶注銷或退出時，釋放WebSocket連接，清空Session對象中的登錄狀態(tài)。（插播一條廣告：需要開通正版IDEA的可以聯(lián)系我，56元一年，正版授權(quán)激活，官網(wǎng)可查有效期，有需要的加我微信：poxiaozhiai6，備注：914。）

事實上Netty也可以用作一個HTTP服務器，而這里使用Spring MVC處理HTTP請求是出于熟悉的緣故，也比較接近傳統(tǒng)開發(fā)的方式。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S（Browser/Server），即瀏覽器/服務器的結(jié)構(gòu)，主要事務邏輯在服務器端（Server）實現(xiàn)。借鑒MVC模式的思想，從上至下具體又分為視圖層（View）、控制層（Controller）、業(yè)務層（Service）、模型層（Model）、數(shù)據(jù)訪問層（Data Access）

2.3 項目結(jié)構(gòu)

項目后端結(jié)構(gòu)：

項目前端結(jié)構(gòu)：

2.4 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)只包括兩個模塊：登錄模塊和聊天管理模塊。

登錄模塊：既然作為一個系統(tǒng)，那么登錄的角色認證是必不可少的，這里使用簡單、傳統(tǒng)的Session方式維持登錄狀態(tài)，當然也有對應的注銷功能，但這里的注銷除了清空Session對象，還要釋放WebSocket連接，否則造成內(nèi)存泄露。
聊天管理模塊：系統(tǒng)的核心模塊，這部分主要使用Netty框架實現(xiàn)，功能包括信息、文件的單條和多條發(fā)送，也支持表情發(fā)送。
其他模塊：如好友管理模塊、聊天記錄管理、注冊模塊等，我并沒有實現(xiàn)，有興趣的話可以自行實現(xiàn)，與傳統(tǒng)的開發(fā)方式類似。

由于本系統(tǒng)涉及多個用戶狀態(tài)，有必要進行說明，下面給出本系統(tǒng)的用戶狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

2.5 系統(tǒng)界面

系統(tǒng)聊天界面如下：

3. 核心編碼

這里只說明需要注意的地方，詳細的請看源碼

3.1 Netty服務器啟動與關(guān)閉

當關(guān)閉Tomcat服務器時，也要釋放Netty相關(guān)資源，否則會造成內(nèi)存泄漏，關(guān)閉方法如下面的close()，如果只是使用shutdownGracefully()方法的話，關(guān)閉時會報內(nèi)存泄露Memory Leak異常（但IDE可能來不及輸出到控制臺）

/**
 * 描述: Netty WebSocket服務器
 *      使用獨立的線程啟動
 * @author Kanarien
 * @version 1.0
 * @date 2018年5月18日 上午11:22:51
 */
public class WebSocketServer implements Runnable{
 
        /**
  * 描述：啟動Netty Websocket服務器
  */
 public void build() {
     // 略，詳細請看源碼
 }
     
      /**
  * 描述：關(guān)閉Netty Websocket服務器，主要是釋放連接
  *     連接包括：服務器連接serverChannel，
  *     客戶端TCP處理連接bossGroup，
  *     客戶端I/O操作連接workerGroup
  *
  *     若只使用
  *         bossGroupFuture = bossGroup.shutdownGracefully();
  *         workerGroupFuture = workerGroup.shutdownGracefully();
  *     會造成內(nèi)存泄漏。
  */
 public void close(){
     serverChannelFuture.channel().close();
  Future<?> bossGroupFuture = bossGroup.shutdownGracefully();
        Future<?> workerGroupFuture = workerGroup.shutdownGracefully();
 
        try {
            bossGroupFuture.await();
            workerGroupFuture.await();
        } catch (InterruptedException ignore) {
            ignore.printStackTrace();
        }
 }
 
}