Мало знаний, большой вызов! Эта статья участвует в "Необходимые знания для программистов«Творческая деятельность
Введение
Websocket — отличный протокол, основанный на TCP и совместимый с сетевым протоколом HTTP. Через Websocket мы можем реализовать мгновенную связь между клиентом и сервером, избегая потери производительности, вызванной несколькими раундами клиента.
Поскольку websocket настолько хорош, как использовать websocket в netty?
веб-сокет в netty
Хотя веб-сокет — это отдельный протокол, полностью отличный от протокола HTTP, он все равно помещается в пакет http в netty. Вспомним поддержку различных протоколов в netty. Если вы хотите поддерживать этот протокол, вам обязательно нужен декодер и кодировщик для кодирования и декодирования протокола. Преобразование передаваемых данных из ByteBuf в тип протокола или преобразование типа протокола в ByteBuf.
Это основной принцип работы netty и основа для последующих пользовательских расширений netty.
Так что насчет веб-сокетов?
версия веб-сокета
Как протокол, WebSocket не появился из воздуха, и он достиг сегодняшнего протокола WebSocket благодаря непрерывному развитию. Мы не будем углубляться в конкретную историю развития webSocket. Давайте сначала посмотрим на различные версии WebSocket, предоставляемые netty.
В классе WebSocketVersion мы видим:
UNKNOWN(AsciiString.cached(StringUtil.EMPTY_STRING)),
V00(AsciiString.cached("0")),
V07(AsciiString.cached("7")),
V08(AsciiString.cached("8")),
V13(AsciiString.cached("13"));
WebSocketVersion — это тип перечисления, который определяет версии веб-сокета 4. Помимо НЕИЗВЕСТНО, мы можем видеть, что версии веб-сокета — 0, 7, 8 и 13.
FrameDecoder и FrameEncoder
Мы знаем, что сообщения веб-сокетов передаются через фреймы, потому что разные версии веб-сокетов влияют на формат фрейма. Поэтому нам нужны разные FrameDecoder и FrameEncoder для преобразования между WebSocketFrame и ByteBuf.
Поскольку существует четыре версии websocket, соответственно четыре версии декодера и кодировщика:
WebSocket00FrameDecoder
WebSocket00FrameEncoder
WebSocket07FrameDecoder
WebSocket07FrameEncoder
WebSocket08FrameDecoder
WebSocket08FrameEncoder
WebSocket13FrameDecoder
WebSocket13FrameEncoder
Что касается разницы между рамками между версиями, то здесь мы не будем вдаваться в подробности, заинтересованные друзья могут следить за моими последующими статьями.
Друзья, знакомые с netty, должны знать, что и кодировщик, и декодер используются для преобразования сообщений в канале. Итак, какова поддержка веб-сокета в netty?
WebSocketServerHandshaker
Netty предоставляет класс WebSocketServerHandshaker для унификации использования кодировщика и декодера. Netty предоставляет фабричный класс WebSocketServerHandshakerFactory для возврата различных WebSocketServerHandshaker в соответствии с запрошенной клиентом версией заголовка веб-сокета.
public WebSocketServerHandshaker newHandshaker(HttpRequest req) {
CharSequence version = req.headers().get(HttpHeaderNames.SEC_WEBSOCKET_VERSION);
if (version != null) {
if (version.equals(WebSocketVersion.V13.toHttpHeaderValue())) {
// Version 13 of the wire protocol - RFC 6455 (version 17 of the draft hybi specification).
return new WebSocketServerHandshaker13(
webSocketURL, subprotocols, decoderConfig);
} else if (version.equals(WebSocketVersion.V08.toHttpHeaderValue())) {
// Version 8 of the wire protocol - version 10 of the draft hybi specification.
return new WebSocketServerHandshaker08(
webSocketURL, subprotocols, decoderConfig);
} else if (version.equals(WebSocketVersion.V07.toHttpHeaderValue())) {
// Version 8 of the wire protocol - version 07 of the draft hybi specification.
return new WebSocketServerHandshaker07(
webSocketURL, subprotocols, decoderConfig);
} else {
return null;
}
} else {
// Assume version 00 where version header was not specified
return new WebSocketServerHandshaker00(webSocketURL, subprotocols, decoderConfig);
}
}
Точно так же мы можем видеть, что netty также определяет 4 разных WebSocketServerHandshakers для веб-сокетов.
Метод рукопожатия определяется в WebSocketServerHandshaker путем передачи канала и добавления к нему кодировщика и декодера.
public final ChannelFuture handshake(Channel channel, FullHttpRequest req,
HttpHeaders responseHeaders, final ChannelPromise promise)
p.addBefore(ctx.name(), "wsencoder", newWebSocketEncoder());
p.addBefore(ctx.name(), "wsdecoder", newWebsocketDecoder());
Два добавленных newWebSocketEncoder и newWebsocketDecoder определены в конкретной реализации каждого WebSocketServerHandshaker.
WebSocketFrame
Все кодирование и декодирование конвертируются в WebSocketFrame и ByteBuf. WebSocketFrame наследуется от DefaultByteBufHolder, указывая, что это контейнер ByteBuf. Помимо хранения ByteBuf, он имеет два дополнительных свойства: finalFragment и rsv.
finalFragment указывает, является ли кадр последним. Для сообщений с большими объемами данных сообщение будет разбито на разные фреймы, это свойство особенно полезно.
Давайте еще раз посмотрим на формат сообщения протокола websocket:
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
|F|R|R|R| opcode|M| Payload len | Extended payload length |
|I|S|S|S| (4) |A| (7) | (16/64) |
|N|V|V|V| |S| | (if payload len==126/127) |
| |1|2|3| |K| | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - +
| Extended payload length continued, if payload len == 127 |
+ - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+
| |Masking-key, if MASK set to 1 |
+-------------------------------+-------------------------------+
| Masking-key (continued) | Payload Data |
+-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - +
: Payload Data continued ... :
+ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +
| Payload Data continued ... |
+---------------------------------------------------------------+
rsv представляет поля расширения в сообщении, то есть RSV1, RSV2 и RSV3.
Кроме того, есть некоторые основные операции ByteBuf.
WebSocketFrame — это абстрактный класс, и его конкретные классы реализации следующие:
BinaryWebSocketFrame
CloseWebSocketFrame
ContinuationWebSocketFrame
PingWebSocketFrame
PongWebSocketFrame
TextWebSocketFrame
BinaryWebSocketFrame и TextWebSocketFrame хорошо изучены, они представляют два способа передачи сообщений.
CloseWebSocketFrame — это фрейм, представляющий закрытие соединения. ContinuationWebSocketFrame представляет собой представление более чем одного кадра в сообщении.
PingWebSocketFrame и PongWebSocketFrame — это два специальных фрейма, которые в основном используются для обнаружения сервера и клиента.
Эти фреймы находятся во взаимно однозначном соответствии с типами сообщений веб-сокетов.Очень полезно понимать типы сообщений веб-сокетов и понимать эти классы фреймов.
Использование веб-сокетов в netty
После разговора о принципах и классах реализации множества веб-сокетов следующим шагом будет собственно бой.
В этом примере мы используем netty для создания сервера веб-сокетов, а затем используем клиент браузера для доступа к серверу.
Процесс создания сервера websocket ничем не отличается от обычного сервера netty. Просто в ChannelPipeline нужно добавить кастомный WebSocketServerHandler:
pipeline.addLast(new WebSocketServerHandler());
Что должен делать этот WebSocketServerHandler?
Он должен обрабатывать как обычные HTTP-запросы, так и запросы WebSocket.
Об этих двух запросах можно судить по разнице в типе полученного msg:
public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws IOException {
//根据消息类型，处理两种不同的消息
if (msg instanceof FullHttpRequest) {
handleHttpRequest(ctx, (FullHttpRequest) msg);
} else if (msg instanceof WebSocketFrame) {
handleWebSocketFrame(ctx, (WebSocketFrame) msg);
}
}
Прежде чем клиент установит соединение через веб-сокет, ему необходимо заимствовать текущий канал и открыть хендлшейк:
// websocket握手
WebSocketServerHandshakerFactory wsFactory = new WebSocketServerHandshakerFactory(
getWebSocketLocation(req), null, true, 5 * 1024 * 1024);
handshaker = wsFactory.newHandshaker(req);
if (handshaker == null) {
WebSocketServerHandshakerFactory.sendUnsupportedVersionResponse(ctx.channel());
} else {
handshaker.handshake(ctx.channel(), req);
}
После того, как мы получим рукопожатие, мы можем обработать следующий WebSocketFrame:
private void handleWebSocketFrame(ChannelHandlerContext ctx, WebSocketFrame frame) {
// 处理各种websocket的frame信息
if (frame instanceof CloseWebSocketFrame) {
handshaker.close(ctx, (CloseWebSocketFrame) frame.retain());
return;
}
if (frame instanceof PingWebSocketFrame) {
ctx.write(new PongWebSocketFrame(frame.content().retain()));
return;
}
if (frame instanceof TextWebSocketFrame) {
// 直接返回
ctx.write(frame.retain());
return;
}
if (frame instanceof BinaryWebSocketFrame) {
// 直接返回
ctx.write(frame.retain());
}
}
Здесь мы просто возвращаем сообщение механически, вы можете разобрать сообщение в соответствии со своей бизнес-логикой.
Со стороны сервера, как должен подключаться клиент? Сначала очень просто создать объект WebSocket, а затем обрабатывать различные обратные вызовы:
socket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8000/websocket");
socket.onmessage = function (event) {
}
socket.onopen = function(event) {
};
socket.onclose = function(event) {
};
Суммировать
Выше приведен полный процесс использования netty для создания сервера веб-сокетов.Сервер в этой статье может обрабатывать обычные HTTP-запросы и запросы веб-сокетов одновременно, но это немного сложно.Есть ли более простой способ? Быть в курсе.
Примеры этой статьи могут относиться к:learn-netty4
Эта статья была включена вWoohoo.Floyd Press.com/23-Netty-Towering…
Самая популярная интерпретация, самая глубокая галантерея, самые краткие уроки и множество трюков, о которых вы не знаете, ждут вас!
Добро пожаловать, чтобы обратить внимание на мой официальный аккаунт: «Программируйте эти вещи», разбирайтесь в технологиях, лучше поймите себя!