Springboot2构建基于Netty的高性能Websocket服务器(netty-websocket-spring-boot-starter)

Netty为什么并发高

Netty是一款基于NIO（Nonblocking I/O，非阻塞IO）开发的网络通信框架，对比于BIO（Blocking I/O，阻塞IO），他的并发性能得到了很大提高。

Netty为什么传输快

Netty的传输快其实也是依赖了NIO的一个特性——零拷贝。我们知道，Java的内存有堆内存、栈内存和字符串常量池等等，其中堆内存是占用内存空间最大的一块，也是Java对象存放的地方，一般我们的数据如果需要从IO读取到堆内存，中间需要经过Socket缓冲区，也就是说一个数据会被拷贝两次才能到达他的的终点，如果数据量大，就会造成不必要的资源浪费。

Netty针对这种情况，使用了NIO中的另一大特性——零拷贝，当他需要接收数据的时候，他会在堆内存之外开辟一块内存，数据就直接从IO读到了那块内存中去，在netty里面通过ByteBuf可以直接对这些数据进行直接操作，从而加快了传输速度。

Netty和Tomcat有什么区别？

Netty和Tomcat最大的区别就在于通信协议，Tomcat是基于Http协议的，他的实质是一个基于http协议的web容器，但是Netty不一样，他能通过编程自定义各种协议，因为netty能够通过codec自己来编码/解码字节流，完成类似redis访问的功能，这就是netty和tomcat最大的不同。

官方文档

感谢大家的热情反馈，首先这个框架跟原生的websocket配置上有点不一样的，更多详情可以多多看官方的文档，当时我也是觉得很快，但是发现参数设置/端口配置等，还有有点差异的。
https://github.com/YeautyYE/netty-websocket-spring-boot-starter/blob/master/README_zh.md

Netty-websocket-spring-boot-starter

这是个开源的框架。通过它，我们可以像spring-boot-starter-websocket一样使用注解进行开发，只需关注需要的事件(如OnMessage)。并且底层是使用Netty,netty-websocket-spring-boot-starter其他配置和spring-boot-starter-websocket完全一样，当需要调参的时候只需要修改配置参数即可，无需过多的关心handler的设置。

对应的Maven配置：

    org.yeauty
    netty-websocket-spring-boot-starter
    0.7.6

Websocker注入Bean问题

关于这个问题，可以看最新发表的这篇文章，在参考和研究了网上一些攻略后，项目已经通过该方法注入成功，大家可以参考【关于controller调用controller/service调用service/util调用service/websocket中autowired的解决方法】https://blog.csdn.net/moshowgame/article/details/83415545

快速开始

• 添加依赖:

	<dependency>
		<groupId>org.yeautygroupId>
		<artifactId>netty-websocket-spring-boot-starterartifactId>
		<version>0.7.6version>
	dependency>

• new一个ServerEndpointExporter对象，交给Spring IOC容器，表示要开启WebSocket功能，样例如下:

@Configuration
public class WebSocketConfig {
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

• 在端点类上加上@ServerEndpoint、@Component注解，并在相应的方法上加上@OnOpen、@OnClose、@OnError、@OnMessage、@OnBinary、OnEvent注解，样例如下：

@ServerEndpoint
@Component
public class MyWebSocket {

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session, HttpHeaders headers, ParameterMap parameterMap) throws IOException {
        System.out.println("new connection");
        
        String paramValue = parameterMap.getParameter("paramKey");
        System.out.println(paramValue);
    }

    @OnClose
    public void onClose(Session session) throws IOException {
       System.out.println("one connection closed"); 
    }

    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable throwable) {
        throwable.printStackTrace();
    }

    @OnMessage
    public void onMessage(Session session, String message) {
        System.out.println(message);
        session.sendText("Hello Netty!");
    }

    @OnBinary
    public void onBinary(Session session, byte[] bytes) {
        for (byte b : bytes) {
            System.out.println(b);
        }
        session.sendBinary(bytes); 
    }

    @OnEvent
    public void onEvent(Session session, Object evt) {
        if (evt instanceof IdleStateEvent) {
            IdleStateEvent idleStateEvent = (IdleStateEvent) evt;
            switch (idleStateEvent.state()) {
                case READER_IDLE:
                    System.out.println("read idle");
                    break;
                case WRITER_IDLE:
                    System.out.println("write idle");
                    break;
                case ALL_IDLE:
                    System.out.println("all idle");
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    }

}

• 打开WebSocket客户端，连接到ws://127.0.0.1:80

注解

@ServerEndpoint

当ServerEndpointExporter类通过Spring配置进行声明并被使用，它将会去扫描带有@ServerEndpoint注解的类
被注解的类将被注册成为一个WebSocket端点
所有的配置项都在这个注解的属性中 ( 如:@ServerEndpoint("/ws") )

@OnOpen

当有新的WebSocket连接进入时，对该方法进行回调
注入参数的类型:Session、HttpHeaders、ParameterMap

@OnClose

当有WebSocket连接关闭时，对该方法进行回调
注入参数的类型:Session

@OnError

当有WebSocket抛出异常时，对该方法进行回调
注入参数的类型:Session、Throwable

@OnMessage

当接收到字符串消息时，对该方法进行回调
注入参数的类型:Session、String

@OnBinary

当接收到二进制消息时，对该方法进行回调
注入参数的类型:Session、byte[]

@OnEvent

当接收到Netty的事件时，对该方法进行回调
注入参数的类型:Session、Object

配置

所有的配置项都在这个注解的属性中

属性	默认值	说明
path	“/”	WebSocket的path,也可以用value来设置
host	“0.0.0.0”	WebSocket的host,"0.0.0.0"即是所有本地地址
port	80	WebSocket绑定端口号。如果为0，则使用随机端口(端口获取可见 多端点服务)
bossLoopGroupThreads	0	bossEventLoopGroup的线程数
workerLoopGroupThreads	0	workerEventLoopGroup的线程数
useCompressionHandler	false	是否添加WebSocketServerCompressionHandler到pipeline
prefix	“”	当不为空时，即是使用application.properties进行配置，详情在 通过application.properties进行配置
optionConnectTimeoutMillis	30000	与Netty的ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS一致
optionSoBacklog	128	与Netty的ChannelOption.SO_BACKLOG一致
childOptionWriteSpinCount	16	与Netty的ChannelOption.WRITE_SPIN_COUNT一致
childOptionWriteBufferHighWaterMark	64*1024	与Netty的ChannelOption.WRITE_BUFFER_HIGH_WATER_MARK一致,但实际上是使用ChannelOption.WRITE_BUFFER_WATER_MARK
childOptionWriteBufferLowWaterMark	32*1024	与Netty的ChannelOption.WRITE_BUFFER_LOW_WATER_MARK一致,但实际上是使用 ChannelOption.WRITE_BUFFER_WATER_MARK
childOptionSoRcvbuf	-1(即未设置)	与Netty的ChannelOption.SO_RCVBUF一致
childOptionSoSndbuf	-1(即未设置)	与Netty的ChannelOption.SO_SNDBUF一致
childOptionTcpNodelay	true	与Netty的ChannelOption.TCP_NODELAY一致
childOptionSoKeepalive	false	与Netty的ChannelOption.SO_KEEPALIVE一致
childOptionSoLinger	-1	与Netty的ChannelOption.SO_LINGER一致
childOptionAllowHalfClosure	false	与Netty的ChannelOption.ALLOW_HALF_CLOSURE一致
readerIdleTimeSeconds	0	与IdleStateHandler中的readerIdleTimeSeconds一致，并且当它不为0时，将在pipeline中添加IdleStateHandler
writerIdleTimeSeconds	0	与IdleStateHandler中的writerIdleTimeSeconds一致，并且当它不为0时，将在pipeline中添加IdleStateHandler
allIdleTimeSeconds	0	与IdleStateHandler中的allIdleTimeSeconds一致，并且当它不为0时，将在pipeline中添加IdleStateHandler
maxFramePayloadLength	65536	最大允许帧载荷长度

通过application.properties进行配置

对注解中的prefix进行设置后，即可在application.properties中进行配置。如下：

• 首先在ServerEndpoint注解中设置prefix的值

@ServerEndpoint(prefix = "netty-websocket")
@Component
public class MyWebSocket {
    ...
}

• 接下来即可在application.properties中配置

netty-websocket.host=0.0.0.0
netty-websocket.path=/
netty-websocket.port=80

application.properties中的key与注解@ServerEndpoint中属性的对应关系如下:

注解中的属性	配置文件中的key	例子
path	{prefix}.path	netty-websocket.path
host	{prefix}.host	netty-websocket.host
port	{prefix}.port	netty-websocket.port
bossLoopGroupThreads	{prefix}.boss-loop-group-threads	netty-websocket.boss-loop-group-threads
workerLoopGroupThreads	{prefix}.worker-loop-group-threads	netty-websocket.worker-loop-group-threads
useCompressionHandler	{prefix}.use-compression-handler	netty-websocket.use-compression-handler
optionConnectTimeoutMillis	{prefix}.option.connect-timeout-millis	netty-websocket.option.connect-timeout-millis
optionSoBacklog	{prefix}.option.so-backlog	netty-websocket.option.so-backlog
childOptionWriteSpinCount	{prefix}.child-option.write-spin-count	netty-websocket.child-option.write-spin-count
childOptionWriteBufferHighWaterMark	{prefix}.child-option.write-buffer-high-water-mark	netty-websocket.child-option.write-buffer-high-water-mark
childOptionWriteBufferLowWaterMark	{prefix}.child-option.write-buffer-low-water-mark	netty-websocket.child-option.write-buffer-low-water-mark
childOptionSoRcvbuf	{prefix}.child-option.so-rcvbuf	netty-websocket.child-option.so-rcvbuf
childOptionSoSndbuf	{prefix}.child-option.so-sndbuf	netty-websocket.child-option.so-sndbuf
childOptionTcpNodelay	{prefix}.child-option.tcp-nodelay	netty-websocket.child-option.tcp-nodelay
childOptionSoKeepalive	{prefix}.child-option.so-keepalive	netty-websocket.child-option.so-keepalive
childOptionSoLinger	{prefix}.child-option.so-linger	netty-websocket.child-option.so-linger
childOptionAllowHalfClosure	{prefix}.child-option.allow-half-closure	netty-websocket.child-option.allow-half-closure
readerIdleTimeSeconds	{prefix}.reader-idle-time-seconds	netty-websocket.reader-idle-time-seconds
writerIdleTimeSeconds	{prefix}.writer-idle-time-seconds	netty-websocket.writer-idle-time-seconds
allIdleTimeSeconds	{prefix}.all-idle-time-seconds	netty-websocket.all-idle-time-seconds
maxFramePayloadLength	{prefix}.maxFramePayloadLength	netty-websocket.maxFramePayloadLength

自定义Favicon

配置favicon的方式与spring-boot中完全一致。只需将favicon.ico文件放到classpath的根目录下即可。如下:

src/
  +- main/
    +- java/
    |   + 
    +- resources/
        +- favicon.ico

自定义错误页面

配置自定义错误页面的方式与spring-boot中完全一致。你可以添加一个 /public/error 目录，错误页面将会是该目录下的静态页面，错误页面的文件名必须是准确的错误状态或者是一串掩码,如下：

src/
  +- main/
    +- java/
    |   + 
    +- resources/
        +- public/
            +- error/
            |   +- 404.html
            |   +- 5xx.html
            +- 

多端点服务

• 在快速启动的基础上，在多个需要成为端点的类上使用@ServerEndpoint、@Component注解即可
• 可通过ServerEndpointExporter.getInetSocketAddressSet()获取所有端点的地址
• 当地址不同时(即host不同或port不同)，使用不同的ServerBootstrap实例
• 当地址相同,路径(path)不同时,使用同一个ServerBootstrap实例
• 当多个端点服务的port为0时，将使用同一个随机的端口号
• 当多个端点的port和path相同时，host不能设为"0.0.0.0"，因为"0.0.0.0"意味着绑定所有的host