Springboot+vue基于kurento实现浏览器p2p视频通话

  基于 kurento 实现的浏览器 p2p 视频通话。首先上效果图:

Springboot+vue基于kurento实现浏览器p2p视频通话_第1张图片

  kurento 官网提供了 springboot 一对一的视频通话的 demo,我需要将它移植到我们的 springboot+vue 的前后端分离的类似于 QQ 聊天项目中。移植时遇到了不少问题,于是放弃了 demo 中使用的 Spring-websocket 方案,使用 spring-boot-starter-websocket 重写。

1、环境配置

1. 安装 kurento 媒体服务器

  WebRTC是一组协议和 api ,可通过对等连接为浏览器和移动应用程序提供实时通信(RTC)功能。而 kurento 在它的基础上提供了更多的功能:媒体传输,处理,记录和播放等。详细介绍请前往 kurento 官网 查看。

   kurento 媒体服务器仅支持直接安装在 Ubuntu 上。为了能够在 win10 平台安装测试、在 centos7 服务器上运行,只能通过 docker 安装。安装命令如下:

docker pull kurento/kurento-media-server:latest

docker run -itd --name kms -p 8888:8888 kurento/kurento-media-server:latest /bin/bash

  安装完成后可用如下命令验证:

curl \
    --include \
    --header "Connection: Upgrade" \
    --header "Upgrade: websocket" \
    --header "Host: 127.0.0.1:8888" \
    --header "Origin: 127.0.0.1" \
    http://127.0.0.1:8888/kurento

如果出现如下结果,则说明安装成功:

HTTP/1.1 500 Internal Server Error
Server: WebSocket++/0.7.0

2. 安装 stun/turn 打洞服务器

   由于 NAT 隐藏了端点的真实IP地址,端点之间建立端到端直接连接就非常困难。这就需要 stun 和 turn 服务器的协助。stun 为端点提供公共 IP 地址建立 p2p 连接,如果连接成功,则不再需要中继的协助。如果 NAT 穿透失败,那么就需要使用 turn 服务器提供中继服务进行通讯。

  网上关于 stun/turn 服务器的部署教程非常多。由于安装 kurento 时使用了 docker,所以这里直接使用 docker 安装。github 上有人将所有操作写在了 dockerfile 里,直接使用这个安装更方便,避免踩坑。https://github.com/konoui/kurento-coturn-docker.git

cd /kurento-coturn-docker/coturn/
# 记住加点
sudo docker build --tag coturn .
# 后台运行 coturn
sudo docker run -p 3478:3478 -p 3478:3478/udp coturn

  该 dockerfile 配置 turn 的用户名和密码都是 kurento。如需自定义,请在 dockerfile 文件中的 26-27 行中自定义。

ENV TURN_USERNAME kurento
ENV TURN_PASSWORD kurento

   然后前往 https://webrtc.github.io/samples/src/content/peerconnection/trickle-ice/ 该网站中输入 turn:ip:3478以及用户名密码,出现如图所示的 relay 和 done 说明成功。

Springboot+vue基于kurento实现浏览器p2p视频通话_第2张图片

3. kurento 设置打洞服务器地址

   直接进入 docker 找到 kurento 的配置文件:

 docker exec -it kms /bin/bash

 apt-get update
 apt-get install vim

 cd /etc/kurento/modules/kurento/
 vim WebRtcEndpoint.conf.ini

  添加一行:

turnURL=用户名:密码@ip:3478?transport=udp

1.5、运行 kurento 官网提供的 demo

  这是官网提供的一对一视频 demo。按照里面提供的 github 地址克隆到本地然后可以打包运行。

  注意,如果要运行 kurento 官网中的 demo,可能会无法正常通话。默认情况下,demo 调用的 stun 服务器是它自己的。正如官网所说,如果需要使用自己配置好的 stun 服务器,需要执行如下命令:

mvn -U clean spring-boot:run -Dkms.url=ws://kms_host:kms_port/kurento

  但我依然无法成功。所以需要在 demo 中的 index.js 中添加自己的配置。在 function call()function incomingcall()var options = {...}之前添加:

// 添加自己的中继服务器的配置,否则会默认指向谷歌的服务器
var iceservers = {
    "iceServers": [
    {
        urls:"stun:your_server_ip:3478"
    },
    {
        urls: ["turn:your_server_ip:3478"],
        username: "kurento",
        credential: "kurento"
    }
    ]
};

  然后对 options 进行如下修改:

var options = {
    localVideo: videoInput,
    remoteVideo: videoOutput,
    onicecandidate: onIceCandidate,
    onerror: onError,
    configuration: iceservers
};

  这样就能运行成功。

2、后端实现

  springboot 所需依赖为:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocketartifactId>
dependency>
<dependency>
    <groupId>org.kurentogroupId>
    <artifactId>kurento-clientartifactId>
dependency>
<dependency>
    <groupId>org.kurentogroupId>
    <artifactId>kurento-utils-jsartifactId>
dependency>

  前后端使用 websocket 进行通信。VideoHandler 类注册为一个实例,负责处理 /videoCall的通信。方法 onMessage()用于接受消息,根据消息类型调用不同的方法进行处理:

@OnMessage
public void onMessage(Session session, String message) throws Exception {
    JsonObject jsonMessage = gson.fromJson(message, JsonObject.class);
    UserSession user = getUserSessionBySession(session);
    switch (jsonMessage.get("type").getAsString()) {
        case "login":
            try {
                login(session, jsonMessage);
            } catch (Throwable t) {
                ErrorResponse(t, session, "loginResponse");
            }
            break;
        case "call":
            try {
                call(user, jsonMessage);
            } catch (Throwable t) {
                ErrorResponse(t, session, "callResponse");
            }
            break;
        case "incomingCallResponse":
            incomingCallResponse(user, jsonMessage);
            break;
        case "onIceCandidate": {
            JsonObject candidate = jsonMessage.get("candidate").getAsJsonObject();
            if (user != null) {
                IceCandidate cand =
                        new IceCandidate(candidate.get("candidate").getAsString(), candidate.get("sdpMid")
                                .getAsString(), candidate.get("sdpMLineIndex").getAsInt());
                user.addCandidate(cand);
            }
            break;
        }
        case "stop":
            stop(session);
            break;
        default:
            break;
    }
}

  当收到前端发送 type = login的消息时,用户的在线状态得以记录在 HashMap 中;

// 这里存储 useruserID-UserSession
private static ConcurrentHashMap<String, UserSession> usersByUserID = new ConcurrentHashMap<>();
// 这里则是 Session.id-UserSession
private static ConcurrentHashMap<String, UserSession> usersBySessionId = new ConcurrentHashMap<>();

private void login(Session session, JsonObject jsonObject) throws IOException {
    String userID = jsonObject.get("userID").getAsString();
    UserSession user = new UserSession(session, userID);
    usersByUserID.put(userID, user);
    usersBySessionId.put(session.getId(), user);
    logger.info("userID: " + userID + "is online.");
}

  当收到 type = call的消息时,服务器判断被呼叫者是否在线/正忙,如果在线且空闲就发送消息给被呼叫者,等待他的应答;

private void call(UserSession caller, JsonObject jsonMessage) throws IOException {
    String callerID = jsonMessage.get("callerID").getAsString();
    String calleeID = jsonMessage.get("calleeID").getAsString();

    JsonObject response = new JsonObject();
    if (!exists(calleeID)) {
        response.addProperty("type", "callResponse");
        response.addProperty("callResponse", "notOnline");
        caller.sendMessage(response);
        logger.info("videoCall: " + callerID + " call to " + calleeID + ": NotOnline.");
        return;
    }

    UserSession callee = getUserSessionByUserID(calleeID);

    // 判断对方是不是正忙
    if (callee.getState() == 1) {
        response.addProperty("type", "callResponse");
        response.addProperty("callResponse", "isBusy");
        caller.sendMessage(response);
        logger.info("videoCall: " + callerID + " call to " + calleeID + ": isBusy.");
        return;
    }

    // 设置呼叫者正忙状态
    caller.setStateCalling();

    caller.setSdpOffer(jsonMessage.getAsJsonPrimitive("sdpOffer").getAsString());
    caller.setCallingTo(calleeID);

    response.addProperty("type", "incomingCall");
    response.addProperty("callerID", callerID);

    callee.sendMessage(response);
    callee.setCallingFrom(callerID);
    logger.info("videoCall: " + callerID + " call to " + calleeID + ": send incomingCall to " + calleeID);
}

  当收到 type = incomingCallResponse的消息时,如果被呼叫者接受了消息,服务器将创建一个 CallMediaPipeline 对象,以封装媒体管道的创建和管理,然后,该对象用于与用户的浏览器协商媒体交换…

  代码过长,请点击 VideoHandler.java 查看。

  详细的 websocket 通信流程以及格式请查看 websocket流程。详细实现请看代码。

  此外,springboot 项目必须配置 https。ssl证书可以通过 openjdk 免费申请。请自行搜索配置方法。

3、vue 实现

  vue 的主要实现请查看 socketForVideo.js 。并且在 vue 项目的 main.js中把它设为全局 api 供调用:

import * as wssApi from './assets/js/socketForVideo.js'
Vue.prototype.$wssApi = wssApi

   vue 中使用 websocket 与后端进行通信:

let wss = new WebSocket('wss://localhost:8443/videoCall'); // 记得改成服务器ip

// 发送消息
function sendMessage(message) {
	var jsonMessage = JSON.stringify(message);
	console.log('Sending message: ' + jsonMessage);
    wss.send(jsonMessage);
}

  当用户登录成功时,需要调用 login 函数告知服务器:

this.$wssApi.login(userID);

其中 login() 的代码:

export function login(loginID) {
	var loginMessage = {
		type: 'login',
		userID: loginID
	};
	sendMessage(loginMessage);
}

  当用户点击通话按钮向好友发起通话时,调用 call() 函数,启用 webrtc 通信,调用摄像头,并向服务器发送申请:

export var videoInput;
export var videoOutput;
export function call(callerID, calleeID) {
	callerIDtmp = callerID;
	calleeIDtmp = calleeID;
	// 添加自己的中继服务器的配置,否则会默认指向谷歌的服务器
	var iceservers = {
		"iceServers": [
		{
			urls:"stun:your_ip:3478"
		},
		{
			urls: ["turn:your_ip:3478"],
			username: "kurento",
			credential: "kurento"
		}
		]
	};
	var options = {
		localVideo : videoInput,
		remoteVideo : videoOutput,
		onicecandidate : onIceCandidate,
		onerror: onError,
		configuration: iceservers
	}
	// 调js库,启用WebRtc通信
	webRtcPeer = new kurentoUtils.WebRtcPeer.WebRtcPeerSendrecv(options,
			function(error) {
				if (error) {
					return console.error(error);
				}
				webRtcPeer.generateOffer(onOfferCall);
			});
}

function onOfferCall(error, offerSdp) {
	if (error)
		return console.error('Error generating the offer');
	console.log('Invoking SDP offer callback function');
	var message = {
		type : 'call',
		callerID : callerIDtmp,
		calleeID : calleeIDtmp,
		sdpOffer : offerSdp
	};
	sendMessage(message);
}

   vue 组件中用于显示视频的代码:

<div class="col-md-6">
   <b-button  variant="primary" class="text-center" @click="call">callb-button>
div>
<div id="videoBig">
  <video id="videoOutput" autoplay width="640px" height="480px">video>
div>
<div id="videoSmall">
   <video id="videoInput" autoplay width="240px" height="180px" poster="../assets/logo.png">video>
div>

然后传递到 js 中:

<script>
export default {
    name: 'video',
    computed : {
        input: {
            get: function() {
                return document.getElementById('videoInput');
            }
        },
        output: {
            get: function() {
                return document.getElementById('videoOutput');
            }
        }
    },

    mounted() {
        this.$wssApi.setInputAndOutput(this.input, this.output);
    },
    methods: {
        call() {
            this.$wssApi.call(this.callerID, this.calleeID);
        },
    }
}
</script>

这样点击 call 就能发起通话了。

  vue 中同样需要针对服务器发来的不同消息进行不同的处理:

wss.onmessage = function(message) {
	var parsedMessage = JSON.parse(message.data);
	console.info('Received message: ' + message.data);

	switch (parsedMessage.type) {
	case 'loginResponse': 
		// registerResponse(parsedMessage);
		break;
	case 'callResponse': // 用户主动发起通话时会向服务器发送消息,服务器处理结果会返回该消息(不在线、拒绝、同意等)
		callResponse(parsedMessage);
		break;
	case 'incomingCall': // 用户收到了其他人的通话申请,就会收到服务器发来的这个消息
		incomingCall(parsedMessage);
		break;
	case 'startCommunication': // 被呼叫者同意申请后,服务器处理时会发来这个消息
		startCommunication(parsedMessage);
		break;
	case 'stopCommunication': // 对方主动停止通话,你会收到这个消息
		console.info('Communication ended by remote peer');
		stop(true);
		break;
	case 'iceCandidate':
		webRtcPeer.addIceCandidate(parsedMessage.candidate, function(error) {
			if (error)
				return console.error('Error adding candidate: ' + error);
		});
		break;
	default:
		console.error('Unrecognized message', parsedMessage);
	}
}

例如在发起通话申请时会收到服务器的处理结果,需要处理对方是否在线、拒绝等情况。如果对方接受,则开启视频通话:

function callResponse(message) {
	if (message.callResponse == 'notOnline') { // 对方不在线
		console.info('Your friend is not online. Closing call');
		// stop();
	} else if(message.callResponse == 'isBusy' ) { // 对方正忙
		console.info('Your friend is busy. Closing call');
		stop();
	} else if(message.callResponse == 'rejected') {
		console.info('You are rejected.');
		stop();
	} else {
		webRtcPeer.processAnswer(message.sdpAnswer, function(error) {
			if (error)
				return console.error(error);
		});
	}
}

  完整代码请前往我的 github 查看:videoCall-springboot-vue。

springboot 代码可跑通,而 vue 代码需要自行补全。

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