客户端 Client 登录和响应处理

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写在前面

​ 大家好,我是作者尼恩。目前和几个小伙伴一起,组织了一个高并发的实战社群【疯狂创客圈】。正在开始高并发、亿级流程的 IM 聊天程序 学习和实战

​ 前面,已经完成一个高性能的 Java 聊天程序的四件大事:

  1. 完成了协议选型,选择了性能更佳的 Protobuf协议。具体的文章为: Netty+Protobuf 整合一:实战案例,带源码

  2. 介绍了 通讯消息数据包的几条设计准则。具体的文章为: Netty +Protobuf 整合二:protobuf 消息通讯协议设计的几个准则

  3. 解决了一个非常基础的问题,这就是通讯的 粘包和半包问题。具体的文章为:Netty 粘包/半包 全解 | 史上最全解读

  4. 前一篇文件,已经完成了 系统三大组成模块的组成介绍。 具体的文章为:Netty聊天程序(实战一):从0开始实战100w级流量应用

    今天介绍非常重要的一个内容:

    客户端的通讯、登录请求和登录响应设计

    下面,开启今天的 惊险和刺激实战之旅

客户端的会话管理

​ 什么是会话?

​ 为了方便客户端的开发,管理与服务器的连接,这里引入一个非常重要的中间角色——Session (会话)。有点儿像Web开发中的Tomcat的服务器 Session,但是又有很大的不同。

​ 客户端的会话概念图,如下图所示:

​ 客户端会话有两个很重的成员,一个是user,代表了拥有会话的用户。一个是channel,代表了连接的通道。两个成员的作用是:

  • 通过user,可以获得当前的用户信息

  • 通过channel,可以向服务器发送消息

    所以,会话左拥右抱,左手用户资料,右手服务器的连接。在本例的开发中,会经常用到。

客户端的逻辑构成

从逻辑上来说,客户端有三个子的功能模块。

模块一:Handler

入站处理器。

在Netty 中非常重要,负责处理入站消息。比方,服务器发送过来登录响应,服务器发送过来的聊天消息。

模块二:MsgBuilder

消息组装器。

将 Java 内部的 消息 Bean 对象,转成发送出去的 Protobuf 消息。

模块三:Sender

消息发送器。

Handler 负责收的工作。Sender 则是负责将消息发送出去。

三大子模块的类关系图:

介绍完成了主要的组成部分后,开始服务器的连接和Session 的创建。

连接服务器与Session 的创建

​ 通过bootstrap 帮助类,设置完成线程组、通道类型,向管道流水线加入处理器Handler后,就可以开始连接服务器的工作。

​ 本小节需要重点介绍的,是连接成功之后,创建 Session,并且将 Session和 channel 相互绑定。

​ 代码如下:

package com.crazymakercircle.chat.client;
//...
@Data
@Service("EchoClient")
public class ChatClient
{
static final Logger LOGGER =
LoggerFactory.getLogger(ChatClient.class);
//..
private Channel channel;
private ClientSender sender; public void doConnect(Bootstrap bootstrap, EventLoopGroup eventLoopGroup)
{
ChannelFuture f = null;
try
{
if (bootstrap != null)
{
bootstrap.group(eventLoopGroup);
bootstrap.channel(NioSocketChannel.class);
bootstrap.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
bootstrap.option(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT);
bootstrap.remoteAddress(host, port); // 设置通道初始化
bootstrap.handler(
new ChannelInitializer<SocketChannel>()
{
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception
{
ch.pipeline().addLast(new ProtobufDecoder());
ch.pipeline().addLast(new ProtobufEncoder());
ch.pipeline().addLast(chatClientHandler); }
}
);
LOGGER.info(new Date() + "客户端开始登录[疯狂创客圈IM]"); f = bootstrap.connect().addListener((ChannelFuture futureListener) ->
{
final EventLoop eventLoop = futureListener.channel().eventLoop();
if (!futureListener.isSuccess())
{
LOGGER.info("与服务端断开连接!在10s之后准备尝试重连!");
eventLoop.schedule(() -> doConnect(new Bootstrap(), eventLoop), 10, TimeUnit.SECONDS); initFalg = false;
}
else
{
initFalg = true;
}
if (initFalg)
{
LOGGER.info("EchoClient客户端连接成功!"); LOGGER.info(new Date() + ": 连接成功,启动控制台线程……");
channel = futureListener.channel(); // 创建会话
ClientSession session = new ClientSession(channel);
channel.attr(ClientSession.SESSION).set(session);
session.setUser(ChatClient.this.getUser());
startConsoleThread();
} }); // 阻塞
f.channel().closeFuture().sync();
}
} catch (Exception e)
{
LOGGER.info("客户端连接失败!" + e.getMessage());
} } //... }

Session和 channel 相互绑定

Session和 channel 相互绑定,再截取出来,分析一下。

ClientSession session = new ClientSession(channel);
channel.attr(ClientSession.SESSION).set(session);
session.setUser(ChatClient.this.getUser());

​ 为什么要Session和 channel 相互绑定呢?

  • 发的时候, 需要从Session 写入 Channel ,这相当于正向的绑定。
  • 收的时候,是从Channel 过来的,需要找到 Session ,这相当于反向的绑定。

​ Netty 中的 channel ,实现了AttributeMap接口 ,相当于一个 Map容器。 反向的绑定,利用了channel 的这个特点。

​ 看一下AttributeMap接口 如何使用的?

AttributeMap接口的使用

​ AttributeMap 是一个接口,并且只有一个attr()方法,接收一个AttributeKey类型的key,返回一个Attribute类型的value。按照Javadoc,AttributeMap实现必须是线程安全的。

​ AttributeMap内部结构看起来像下面这样:

不要被吓着了,其实很简单。

AttributeMap 的使用,主要是设置和取值。

  • 设值 Key-> Value

AttributeMap 的设值的方法,举例如下:

channel.attr(ClientSession.SESSION).set(session);

这个是链式调用,attr() 方法中的是 Key, set()方法中的是Value。 这样就完成了 Key-> Value 的设置。

  • 取值

AttributeMap 的取值的方法,举例如下:

ClientSession session =
ctx.channel().attr(ClientSession.SESSION).get();

这个是链式调用,attr() 方法中的是 Key, get()方法返回 的是Value。 这样就完成了 取值。

关键是,这个key比较特殊

一般的Map,Key 的类型多半为字符串。但是这里的Key不行,有特殊的约定。

Key的类型必须是 AttributeKey 类型,而且这是一个泛型类,它的优势是,不需要对值进行强制的类型转换。

Key的例子如下:

public static final AttributeKey<ClientSession> SESSION = AttributeKey.valueOf("session");

客户端登录请求

登录的请求,大致如下:

ClientSender的 代码如下:

package com.crazymakercircle.chat.client;

@Service("ClientSender")
public class ClientSender
{
static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ClientSender.class); private User user;
private ClientSession session; public void sendLoginMsg()
{
LOGGER.info("开始登陆");
ProtoMsg.Message message = LoginMsgBuilder.buildLoginMsg(user);
session.writeAndFlush(message);
} //...
public boolean isLogin()
{
return session.isLogin();
}
}

Sender 首先通过 LoginMsgBuilder,构造一个protobuf 消息。然后调用session发送消息。

session 会通过绑定的channel ,将消息发送出去。

session的代码,如下:

public synchronized void writeAndFlush(Object pkg)
{
channel.writeAndFlush(pkg);
}

其他的客户端请求流程,大致也是类似的。

一个客户端的请求大致的流程有三步,分别从Sender 到session到channel。

处理登录成功的响应

​ 这是从服务器过来的入站消息。 如果登录成功,服务器会发送一个登录成功的响应过来。 这个响应,会从channel 传递到Handler。

处理器 LoginResponceHandler 的代码如下:

package com.crazymakercircle.chat.clientHandler;

//...

public class LoginResponceHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter
{
static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(LoginResponceHandler.class);
/**
* 业务逻辑处理
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception
{
LOGGER.info("msg:{}", msg.toString());
if (msg != null && msg instanceof ProtoMsg.Message)
{
ProtoMsg.Message pkg = (ProtoMsg.Message) msg;
ProtoMsg.LoginResponse info = pkg.getLoginResponse();
ProtoInstant.ResultCodeEnum result =
ProtoInstant.ResultCodeEnum.values()[info.getCode()]; if (result.equals(ProtoInstant.ResultCodeEnum.SUCCESS))
{
ClientSession session =
ctx.channel().attr(ClientSession.SESSION).get(); session.setLogin(true);
LOGGER.info("登录成功");
}
}
} }

​ LoginResponceHandler 对消息类型进行判断,如果是请求响应消息,并且登录成功。 则取出绑定的session,通过session,进一步完成登录成功后的业务处理。

​ 比如设置成功的状态,完成一些成功的善后处理操作等等。

​ 其他的客户端响应处理流程,大致也是类似的。

写在最后

​ 至此为止,可以看到,客户端登录的完整流程。

​ 下一篇:服务器的请求处理和通讯的全流程闭环介绍。


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