（二）基于Netty的高性能Websocket服务器(netty-websocket-spring-boot)

@toc

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。

1、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。

2、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。

3、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。
Maven配置：

<!-- 注释掉默认的websocket starter
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
	</dependency>-->
<!-- 启用Netty https://mvnrepository.com/artifact/org.yeauty/netty-websocket-spring-boot-starter -->
<dependency>
    <groupId>org.yeauty</groupId>
    <artifactId>netty-websocket-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>0.7.6</version>
</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

4、注解

4.1 @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") )

4.2 @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

4.3 @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

4.4 @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

4.5 @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

4.6 @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[]

4.7 @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

5、配置

所有的配置项都在这个注解的属性中

6、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:

7、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/
    |   + <source code>
    +- resources/
        +- favicon.ico

8、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/
    |   + <source code>
    +- resources/
        +- public/
            +- error/
            |   +- 404.html
            |   +- 5xx.html
            +- <other public assets>

9、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