Netty-WebSocket长连接推送服务
Netty-WebSocket长连接推送服务
November 25, 2015
推送服务 推送服务
几种消息推送技术比较AJAX轮询 轮询：缺点，糟糕的用户体验；对服务器压力很大，并造成带宽的极大浪费。
Comet：长连接机制，同样由浏览器端主动发起，但Server端以一种很慢的方式给出回应，优点是实时性好，缺点，长时间占用链接，丧失了无状态高并发的缺 点
Flash XML Socket，需客户端安装java虚拟机，Chrome浏览器新版本已经默认屏蔽Flash
DWR开源框架,将java代码转为js文件，引入js文件路径不能更改，原理也是轮询，
WebSocket，HTML5定义，不支持html5的可以使用socket.io，高效节能，简单易用，配合netty可以达到百万级的链接推送。
NIO，java1.4版本，非阻塞IO
netty，基于原生NIO实现的高并发框架，配合websocket实现消息推送，netty会单独开一个websocket端口处理请求，并不会占用中间件的连接数，而且一 个线程可以处理几万个链接
NIO是什么
为所有的原始类型提供 为所有的原始类型提供(Buffer)缓存支持 缓存支持。字符集编码解码解决方案。
Channel ：一个新的原始I/O 抽象。 支持锁和内存映射文件的文件访问接口。 提供多路(non-bloking) 非阻塞式的高伸缩性网络I/O 。
Channel 通道、Buffer 缓冲区、Selector 选择器
其中Channel对应以前的流 对应以前的流，Buffer不是什么新东西，Selector是因为nio可以使用异步的非堵塞模式才加入的东西。以前的流总是堵塞的，一个线程只要 对它进行操作，其它操作就会被堵塞，也就相当于水管没有阀门，你伸手接水的时候，不管水到了没有，你就都只能耗在接水（流）上。nio的Channel的加 入，相当于增加了水龙头（有阀门），虽然一个时刻也只能接一个水管的水，但依赖轮换策略，在水量不大的时候，各个水管里流出来的水，都可以得到妥善接 纳，这个关键之处就是增加了一个接水工，也就是Selector，他负责协调，也就是看哪根水管有水了的话，在当前水管的水接到一定程度的时候，就切换一 下：临时关上当前水龙头，试着打开另一个水龙头（看看有没有水）。当其他人需要用水的时候，不是直接去接水，而是事前提了一个水桶给接水工，这个水桶 就是Buffer。也就是，其他人虽然也可能要等，但不会在现场等，而是回家等，可以做其它事去，水接满了，接水工会通知他们 Java NIO 实现百万连接（ 这 段 代 码 只 会 接 受 连 过 来 的 连 接 ， 不 做 任 何 操 作 ）
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
Selector sel = Selector.open();
ssc.configureBlocking(false);
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));
SelectionKey key = ssc.register(sel, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while(true) {
sel.select();
Iterator it = sel.selectedKeys().iterator();
while(it.hasNext()) {
SelectionKey skey = (SelectionKey)it.next();
it.remove();
if(skey.isAcceptable()) {
ch = ssc.accept();
}
}
}Netty是什么
Netty: http://netty.io/ Netty is an asynchronous event-driven network application framework for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients
1，普通的服务器10000个连接需要10000个线程，服务器可能就直接卡住了，但对于netty服务器可能几个线程就够了
2，netty是一套在 是一套在java NIO的基础上封装的便于用户开发网络应用程序的 的基础上封装的便于用户开发网络应用程序的api. 应用场景很多,诸如阿里的消息队列(RocketMQ),分布式rpc(Dubbo)通 信层都使用到了netty(dubbo可以用服务发现自由选择通信层)
3，netty是非阻塞事件驱动框架 是非阻塞事件驱动框架, 并结合线程组(group)的概念,可以很好的支持高并发,慢连接的场景
4，编程接口非常容易,并且也较好的解决了TCP粘包/拆包的问题.netty提供了自己的ByteBuf和channel,相比于jdk的ByteBuffer和channel来说更简便灵 活操作, 并提供了pipeline的概念,并针对每个contextHandler都可以由用户定义, 方便直接.
5，有一些web框架已经开始直接使用netty做为底层通信服务,诸如play. 这样play就不用依赖于容器去进行部署,在没有nginx做反向代理的情况下也能支持 高并发.编解码器可以随意扩展,今天是个web，明天就可以是一个ftp或email服务器,个人觉得比较灵活。
6，相对于Tomcat这种Web Server（顾名思义主要是提供Web协议相关的服务的），Netty是一个 是一个Network Server，是处于Web Server更下层的网络框 架，也就是说你可以使用Netty模仿Tomcat做一个提供HTTP服务的Web容器。简而言之，Netty通过使用NIO的很多新特性，对TCP/UDP编程进行了简化和封 装，提供了更容易使用的网络编程接口，让你可以根据自己的需要封装独特的HTTP Server活着FTP Server等.
Netty更多的链接 更多的链接
非阻塞IO
其实无论是用Java NIO 还是用Netty，达到百万链接都没有任何难度，因为他们都是非阻塞的IO，不需要为每个链接创建一个线程了。
预知详情，可以搜索一下BIO,NIO,AIO的相关知识。
Netty 实现百万连接（ 这 段 代 码 只 会 接 受 连 过 来 的 连 接 ）
NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
NioEventLoopGroup workerGroup= new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(bossGroup, workerGroup);
bootstrap.channel( NioServerSocketChannel.class);
bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer() {
@Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//todo: add handler
}});
bootstrap.bind(8080).sync(); WebSocket是什么
首先，Websocket是一个持久化的协议，相对于HTTP这种非持久的协议来说。简单的举个例子吧，用目前应用比较广泛的PHP生命周期来解释。
1) HTTP的生命周期通过Request来界定，也就是一个Request 一个Response，那么在HTTP1.0中，这次HTTP请求就结束了。在HTTP1.1中进行了改进，使 得有一个keep-alive，也就是说，在一个HTTP连接中，可以发送多个Request，接收多个Response。但是请记住 Request = Response ， 在HTTP中永 远是这样，也就是说一个request只能有一个response。而且这个response也是被动的，不能主动发起。
Websocket的作用 在讲Websocket之前，我就顺带着讲下 long poll 和 ajax轮询 的原理。
首先是 ajax轮询 ，ajax轮询 的原理非常简单，让浏览器隔个几秒就发送一次请求，询问服务器是否有新信息。
场景再现： 客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：没有（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：没有。。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息(Request)
服务端：你好烦啊，没有啊。。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新消息（Request）
服务端：好啦好啦，有啦给你。（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新消息（Request）
服务端：。。。。。没。。。。没。。。没有（Response） ---- loop
long poll long poll 其实原理跟 ajax轮询 差不多，都是采用轮询的方式，不过采取的是阻塞模型（一直打电话，没收到就不挂电话），也就是说，客户端发起连接 后，如果没消息，就一直不返回Response给客户端。直到有消息才返回，返回完之后，客户端再次建立连接，周而复始。
场景再现 客户端：啦啦啦，有没有新信息，没有的话就等有了才返回给我吧（Request）
服务端：额。。 等待到有消息的时候。。来 给你（Response）
客户端：啦啦啦，有没有新信息，没有的话就等有了才返回给我吧（Request） -loop
从上面可以看出其实这两种方式，都是在不断地建立HTTP连接，然后等待服务端处理，可以体现HTTP协议的另外一个特点，被动性。 何为被动性呢，其实就是，服务端不能主动联系客户端，只能有客户端发起。 简单地说就是，服务器是一个很懒的冰箱（这是个梗）（不会、不能主动发起连接），但是上司有命令，如果有客户来，不管多么累都要好好接待。
说完这个，我们再来说一说上面的缺陷 从上面很容易看出来，不管怎么样，上面这两种都是非常消耗资源的。
ajax轮询 需要服务器有很快的处理速度和资源。（速度） long poll 需要有很高的并发，也就是说同时接待客户的能力。（场地大小） 所以ajax轮询 和long poll 都有可能发生这种情况。
客户端：啦啦啦啦，有新信息么？
客户端：啦啦啦啦，有新信息么？
服务端：月线正忙，请稍后再试（ 服务端：月线正忙，请稍后再试（503 Server Unavailable） ）
客户端：。。。。好吧，啦啦啦，有新信息么？
客户端：。。。。好吧，啦啦啦，有新信息么？
服务端：月线正忙，请稍后再试（ 服务端：月线正忙，请稍后再试（503 Server Unavailable） ）
通过上面这个例子，我们可以看出，这两种方式都不是最好的方式，需要很多资源。 一种需要更快的速度，一种需要更多的'电话'。这两种都会导致'电话'的需求越来越高。 哦对了，忘记说了HTTP还是一个状态协议。 通俗的说就是，服务器因为每天要接待太多客户了，是个健忘鬼 健忘鬼，你一挂电话，他就把你的东西全忘光了，把你的东西全丢掉了。你第二次还得再告诉服务 器一遍。
所以在这种情况下出现了，Websocket出现了。 他解决了HTTP的这几个难题。 首先，被动性 被动性，当服务器完成协议升级后（HTTP->Websocket），服务端就可以主动推送信息给客户端啦。 所以上面的情景可以做如下修改。
客户端：啦啦啦，我要建立Websocket协议，需要的服务：chat，Websocket协议版本：17（HTTP Request）
服务端：ok，确认，已升级为Websocket协议（HTTP Protocols Switched）
客户端：麻烦你有信息的时候推送给我噢。。
服务端：ok，有的时候会告诉你的。
服务端：balabalabalabala
服务端：balabalabalabala
服务端：哈哈哈哈哈啊哈哈哈哈
服务端：笑死我了哈哈哈哈哈哈哈
浏览器打开 浏览器打开websocket代码 代码
var socket;
if(!window.WebSocket){
window.WebSocket = window.MozWebSocket;
}
if(window.WebSocket){
socket = new WebSocket("ws://10.0.53.219:7397/websocket");
socket.onmessage = function(event){
var ta = document.getElementById('responseText');
ta.value += event.data+"\r\n";
};
socket.onopen = function(event){
var ta = document.getElementById('responseText');
ta.value = "这里显示服务器推送信息"+"\r\n";
};
socket.onclose = function(event){
var ta = document.getElementById('responseText');
ta.value = "";
ta.value = "WebSocket 关闭"+"\r\n";
};
}else{
alert("您的浏览器不支持WebSocket协议！");
} 不支持websocket的浏览器处理方法
点击打开链接 https://github.com/gimite/web-socket-js/
复制 swfobject.js, web_socket.js, WebSocketMain.swf到项目中
Global.java
package com.fesco.netty.websocket.common;
import io.netty.channel.group.ChannelGroup;
import io.netty.channel.group.DefaultChannelGroup;
import io.netty.util.concurrent.GlobalEventExecutor;
public final class Global {
public static ChannelGroup group = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);
}
ChildChannelHandler.java
package com.fesco.netty.websocket;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.handler.codec.http.HttpObjectAggregator;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
import io.netty.handler.stream.ChunkedWriteHandler;
public class ChildChannelHandler extends ChannelInitializer {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast("http-codec", new HttpServerCodec());
ch.pipeline().addLast("aggregator",new HttpObjectAggregator(65535));
ch.pipeline().addLast("http-chunked",new ChunkedWriteHandler());
ch.pipeline().addLast("handler",new MyWebSocketServerHandler());
}
}
MyWebSocketServerHandler.java
package com.fesco.netty.websocket;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.DefaultFullHttpResponse;
import io.netty.handler.codec.http.FullHttpRequest;
import io.netty.handler.codec.http.HttpResponseStatus;
import io.netty.handler.codec.http.HttpVersion;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.CloseWebSocketFrame;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.PingWebSocketFrame;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.PongWebSocketFrame;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketFrame;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketServerHandshaker;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketServerHandshakerFactory;
import io.netty.util.CharsetUtil;
import java.util.Calendar;
import java.util.GregorianCalendar;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
import com.fesco.netty.websocket.common.Global;
public class MyWebSocketServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler NettyServer.java
package com.fesco.netty.websocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
public class NettyServer {
public void run(){
EventLoopGroup boosGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(boosGroup, workGroup);
bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);
bootstrap.childHandler(new ChildChannelHandler());
System.err.println("服务器开启待客户端链接.....");
Channel ch = bootstrap.bind(new InetSocketAddress("10.0.53.219", 7397)).sync().channel();
ch.closeFuture().sync();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
boosGroup.shutdownGracefully();
workGroup.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args){
new NettyServer().run();
}
} ClinetHtml.html
无标题文档
本文作者：梅海波
2015.12.22