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基于Netty,从零开发IM(四):编码实践篇(系统优化)

作者:互联网

本文由作者“大白菜”分享,有较多修订和改动。注意:本系列是给IM初学者的文章,IM老油条们还望海涵,勿喷!

1、引言

前两篇《编码实践篇(单聊功能)》、《编码实践篇(群聊功能)》分别实现了控制台版本的IM单聊和群聊的功能。

通过前两篇这两个小案例来体验的只是Netty在IM系统这种真实的开发实践,但对比在真实的Netty应用开发当中,本系列的案例是非常的简单的,主要目的其实是让大家可以更好地了解其原理,从而写出更高质量的 Netty 代码。

不过,虽然 Netty 的性能很高,但是也不能保证随意写出来的项目就是性能很高的,所以本篇将主要讲解几个基于Netty的IM系统的优化实战技术点。

学习交流:

- 移动端IM开发入门文章:《新手入门一篇就够:从零开发移动端IM

- 开源IM框架源码:https://github.com/JackJiang2011/MobileIMSDK备用地址点此

(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-3988-1-1.html

2、写在前面

建议你在阅读本文之前,务必先读本系列的前三篇《IM系统设计篇》、《编码实践篇(单聊功能)》、《编码实践篇(群聊功能)》。

最后,在开始本文之前,请您务必提前了解Netty的相关基础知识,可从本系列首篇《IM系统设计篇》中的“知识准备”一章开始。

3、系列文章

本文是系列文章的第3篇,以下是系列目录:

4、基于Netty的IM系统常见优化方向

常见优化方向脑图:

我们逐条详细解释一下这些优化的目的:

以上是基于Netty的IM系统开发当中,需要去注意的技术优化点,当然还有很多其他的细节,比如:线程池这块,需要大家慢慢去从实战中积累。

5、本篇优化方向

本篇主要的优化内容主要是在第二篇单聊功能第三篇群聊功能的基础上继续完善几点。

具体的优化方向如下:

6、业务拆分以及单例模式优化

6.1 概述

主要优化细节如下:

6.2 登录Handler优化

@ChannelHandler.Sharable

public class ClientLogin2Handler extends SimpleChannelInboundHandler<LoginResBean> {

    //1.构造函数私有化,避免创建实体

    private ClientLogin2Handler(){}

    //2.定义一个静态全局变量

    public static ClientLogin2Handler instance=null;

    //3.获取实体方法

    public static ClientLogin2Handler getInstance(){

        if(instance==null){

            synchronized(ClientLogin2Handler.class){

                if(instance==null){

                    instance=new ClientLogin2Handler();

                }

            }

        }

        return instance;

    }

 

    protected void channelRead0(

        ChannelHandlerContext channelHandlerContext,

        LoginResBean loginResBean) throws Exception {

 

        //具体业务代码,参考之前

    }

}

6.3 消息发送Handler优化

@ChannelHandler.Sharable

public class ClientMsgHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MsgResBean> {

    //1.构造函数私有化,避免创建实体

    private ClientMsgHandler(){}

    //2.定义一个静态全局变量

    public static ClientMsgHandler instance=null;

    //3.获取实体方法

    public static ClientMsgHandler getInstance(){

        if(instance==null){

            synchronized(ClientMsgHandler.class){

                if(instance==null){

                    instance=new ClientMsgHandler();

                }

            }

        }

        return instance;

    }

 

    protected void channelRead0(

        ChannelHandlerContext channelHandlerContext,

        MsgResBean msgResBean) throws Exception {

 

        //具体业务代码,参考之前

    }

}

6.4 initChannel方法优化

.handler(newChannelInitializer<SocketChannel>() {

    @Override

    public void initChannel(SocketChannel ch) {

        //1.拆包器

        ch.pipeline().addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE,5,4));

        //2.解码器

        ch.pipeline().addLast(new MyDecoder());

        //3.登录Handler,使用单例获取

        ch.pipeline().addLast(ClientLogin2Handler.getInstance());

        //4.消息发送Handler,使用单例获取

        ch.pipeline().addLast(ClientMsgHandler.getInstance());

        //5.编码器

        ch.pipeline().addLast(new MyEncoder());

    }

});

6.5 小结

这种业务拆分以及单例模式优优化是Netty开发当中很常用的,可以更好的维护基于Netty的代码并提高应用性能。

7、数据缓存优化

为了提高用户体验,在发送消息(推送消息)时,如果接收方不在线,则应该把消息缓存起来,等对方上线时,再推送给他。

7.1 数据缓存到集合

//1.定义一个集合存放数据(真实项目可以存放数据库或者redis缓存),这样数据比较安全。

private List<Map<Integer,String>> datas=new ArrayList<Map<Integer,String>>();

 

//2.服务端推送消息

private void pushMsg(MsgReqBean bean,Channel channel){

    Integer touserid=bean.getTouserid();

    Channel c=map.get(touserid);

 

    if(c==null){//对方不在线

        //2.1存放到list集合

        Map<Integer,String> data=new HashMap<Integer, String>();

        data.put(touserid,bean.getMsg());

        datas.add(data);

 

        //2.2.给消息“发送人”响应

        MsgResBean res=new MsgResBean();

        res.setStatus(1);

        res.setMsg(touserid+">>>不在线");

        channel.writeAndFlush(res);

 

    }else{//对方在线

        //2.3.给消息“发送人”响应

        MsgResBean res=new MsgResBean();

        res.setStatus(0);

        res.setMsg("发送成功);

        channel.writeAndFlush(res);

 

        //2.4.给接收人推送消息

        MsgRecBean res=new MsgRecBean();

        res.setFromuserid(bean.getFromuserid());

        res.setMsg(bean.getMsg());

        c.writeAndFlush(res);

    }

}

7.2 上线推送

private void login(LoginReqBean bean, Channel channel){

    Channel c=map.get(bean.getUserid());

    LoginResBean res=new LoginResBean();

    if(c==null){

        //1.添加到map

        map.put(bean.getUserid(),channel);

        //2.给通道赋值

        channel.attr(AttributeKey.valueOf("userid")).set(bean.getUserid());

        //3.登录响应

        res.setStatus(0);

        res.setMsg("登录成功");

        res.setUserid(bean.getUserid());

        channel.writeAndFlush(res);

 

        //4.根据user查找是否有尚未推送消息

        //思路:根据userid去lists查找.......

 

    }else{

        res.setStatus(1);

        res.setMsg("该账户目前在线");

        channel.writeAndFlush(res);

    }

}

8、连接断开事件处理优化

如果客户端网络故障导致连接断开了(非主动下线),那么服务端就应该能监听到连接的断开,且此时应删除对应的 map 映射关系。但是映射关系如果没有删除掉,将导致服务器资源没有得到释放,进而影响客户端的下次同一个账号登录以及大量的客户端掉线时性能。

8.1 正确写法

实例:

public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    //映射关系

    private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>();

    //连接断开,触发该事件

    @Override

    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {

        //1.获取Channel

        Channel channel=ctx.channel();

 

        //2.从map里面,根据Channel找到对应的userid

        Integer userid=null;

        for(Map.Entry<Integer, Channel> entry : map.entrySet()){

            Integer uid=entry.getKey();

            Channel c=entry.getValue();

            if(c==channel){

                userid=uid;

            }

        }

        //3.如果userid不为空,则需要做以下处理

        if(userid!=null){

            //3.1.删除映射

            map.remove(userid);

            //3.2.移除标识

            ctx.channel().attr(AttributeKey.valueOf("userid")).remove();

        }

    }

}

8.2 错误写法

Channel 断开,服务端监听到连接断开事件,但是此时 Channel 所绑定的属性已经被移除掉了,因此这里无法直接获取的到 userid。

实例:

public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    //映射关系

    private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>();

 

    //连接断开,触发该事件

    @Override

    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {

        //1.获取Channel绑定的userid

        Object userid=channel.attr(AttributeKey.valueOf("userid")).get();

 

        //2.如果userid不为空

        if(userid!=null){

            //1.删除映射

            map.remove(userid);

            //2.移除标识

            ctx.channel().attr(AttributeKey.valueOf("userid")).remove();

        }

    }

}

9、本篇小结

本篇内容还是相对容易理解的,主要是优化前面两篇实现的IM聊天功能,优化内容是业务 Handler 的拆分以及使用单例模式、接受人不在线则缓存数据、等其上线再推送、监听连接断开删除对应的映射关系。

限于篇幅,本系列文章文章没办法真正讲解开发一个完整IM系统所涉及的方方面面,如果有兴趣,可以继续阅读更有针对性的IM开发文章,比如IM架构设计IM通信协议IM通信安全群聊优化弱网优化网络保活等。

10、参考资料

[1] 新手入门:目前为止最透彻的的Netty高性能原理和框架架构解析

[2] 理论联系实际:一套典型的IM通信协议设计详解

[3] 浅谈IM系统的架构设计

[4] 简述移动端IM开发的那些坑:架构设计、通信协议和客户端

[5] 一套海量在线用户的移动端IM架构设计实践分享(含详细图文)

[6] 一套原创分布式即时通讯(IM)系统理论架构方案

[7]  一套高可用、易伸缩、高并发的IM群聊、单聊架构方案设计实践

[8] 一套亿级用户的IM架构技术干货(上篇):整体架构、服务拆分等

[9] 从新手到专家:如何设计一套亿级消息量的分布式IM系统

[10] 基于实践:一套百万消息量小规模IM系统技术要点总结

[11] 探探的IM长连接技术实践:技术选型、架构设计、性能优化

[12] 拿起键盘就是干,教你徒手开发一套分布式IM系统

[13] 万字长文,手把手教你用Netty打造IM聊天

[14] 基于Netty实现一套分布式IM系统

[15] SpringBoot集成开源IM框架MobileIMSDK,实现即时通讯IM聊天功能

(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-3988-1-1.html

标签:Netty,系统优化,res,userid,Handler,IM,Channel
来源: https://www.cnblogs.com/imteck4713/p/16516975.html