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基於netty4，protoBuff的netty心跳服務器支持鑑權、斷線重連、其他業務模塊開發、支持圖形化實時監控，可直接投入生產

Netty心跳服務器

Springboot2.0.8集成 netty4 ，使用protobuf作為ping的數據交換，比json更加的小巧,佔用數據量更小，可用於任何第三方應用做心跳監控

應用場景

比如公司可以使用的一種業務場景是這樣的： 現有多臺服務器，有a業務的 有b業務的 有c業務的 有d業務項目等等，有時候用戶量大或者其他因素，這些服務器down掉了，大多數情況都是基於運維監控報警的，但是由於項目都是多臺機器部署同一個項目，項目掛了後centos主機並不能很快檢查出來，一般時間會比較長在半小時之內，甚至有的時候是用戶來打電話告知項目down掉了，這對公司來說影響多麼的大。 掛上了項目心跳後，可以實時看到100多臺機器的實時ping值是否正常，當然你也可以通過定時請求http接口來判斷是否應用正常，熟知http接口的請求耗費資源，使用本項目的ping或者其他鑑權，protobuff基本上消耗網路開銷非常的小，響應快，netty的長連接上線下立馬感知，性能穩定好。

開發環境

• JDK8+
• IntelliJ IDEA
• springboot 2.0.8.RELEASE
• Netty4.1.6.Final
• protobuf-java3.3.0
• Redis
• Thymeleaf模板
• Echarts圖表
• Tomcat8.5

項目說明

1. 已完成功能

• 客戶端授權驗證(基於protoBuff)
• 心跳檢測(基於protoBuff)
• 斷線重連
• 計算ping值(支持到微秒)
• 其他子業務模塊(架子已搭進去)
• 為了方便測試，項目已經支持跨域訪問

說明

Netty是一個NIO客戶端服務器框架，可以快速輕鬆地開發協議服務器和客戶端等網絡應用程序。它極大地簡化並簡化了TCP和UDP套接字服務器等網絡編程。 “快速簡便”並不意味著最終的應用程序會受到可維護性或性能問題的影響。Netty經過精心設計，具有豐富的協議，如FTP，SMTP，HTTP以及各種二進制和基於文本的傳統協議。因此，Netty成功地找到了一種在不妥協的情況下實現易於開發，性能，穩定性和靈活性的方法。4x(推薦,穩定,jdk1.6+)

幾個常見的類

• ServerBootstrap

netty服務器的幫助類

• NioEventLoopGroup

處理I/O操作的多線程事件循環相當於一組線程池，服務器一般需要指定兩個NioEventLoopGroup，一個作為監控tcp連接的，一個作為處理io事件的，前者默認1個線程就可以，後者最好是cpu核心數的2倍 客戶端用一個就夠了

• NioServerSocketChannel

主要是server端接收建立SocketChannel用的

• NioSocketChannel

主要是客戶端接收SocketChannel用的

• ChannelInboundHandlerAdapter

可以重寫的各種事件處理程序方法,包括channelRead()、exceptionCaught()等方法

• SimpleChannelInboundHandler

可以重寫的各種事件處理程序方法,包括channelRead0()方法 這個可以跟指定的消息類型比上面的，如果自定義的消息類型用這個稍微多一點

• ChannelPipeline

存放各種處理器，包括解碼器，編碼器等自定義處理器，idleStateHandler一定要放在第一個，傳送數據時，編碼器和解碼器一定要放在前面，這個加載是分順序的

• ChannelHandlerContext

ChannelHandlerContext的writeAndFlush和ChannelHandlerContext.channel().writeAndFlush()是有區別的 前者是從當前hanler從後往前找OutputboundHandler，然後交給它執行的，後者是從最後一個開始執行handler的，最常見就是寫錯pipeline中的順序後，客戶端或服務器發消息就收不到了

• ChannelInitializer

客戶端和服務器都要用這個的SocketChannel，初始化的時候，加載ChannelPipeline

• Bootstrap

客戶端的連接幫助類

• idleStateHandler

Netty 可以使用 IdleStateHandler 來實現連接管理，當連接空閒時間太長（沒有發送、接收消息）時則會觸發一個事件，我們便可在該事件中實現心跳機制

基本以上的幾個類就可以滿足日常的80%需求了，剩下就是書寫各自的業務

心跳服務器實現詳細過程

1. 客戶端網絡空閒5秒沒有進行寫操作是，進行發送一次ping心跳給服務端；用自定義的消息格式類，其中包含驗證auth、ping、pong等類型來代表不同的業務，首次連接時候在ChannelInboundHandlerAdapter中可以建立連接，客戶端會發送一次auth類型的授權信息(用戶名+鹽值密碼)，服務器收到後作出校驗響應，只有收到服務器的auth_ack響應客戶端才能做出連接，否則斷開當前鏈接，釋放鏈路；
2. 客戶端如果在下一個發送ping心跳週期來臨時，還沒有收到服務端pong的心跳應答，則失敗心跳計數器加1；
3. 每當客戶端收到服務端的pong心跳應答後，失敗心跳計數器清零；
4. 如果連續超過3次沒有收到服務端的心跳回復，則斷開當前連接，在5秒後進行重連操作，直到重連成功，否則每隔5秒又會進行重連；
5. 服務端網絡空閒狀態到達10秒後，服務端心跳失敗計數器加1；
6. 只要收到客戶端的ping消息，服務端心跳失敗計數器清零；
7. 服務端連續3次沒有收到客戶端的ping消息後，將關閉鏈路，釋放資源，等待客戶端重連；

心跳相關驗證

當客戶端超過三次沒有收到服務器pong，客戶端主動斷開當前channel連接，重連服務器

當服務器超過三次沒有收到客戶端ping，服務器主動斷開當前客戶端的channel連接

ping值設計過程

ping值是基於客戶端來的，即客戶端發送ping之後，會先記錄當前的時間(默認單位是ms)，支持微秒的方法，當客戶端再次收到響應後，記錄當前時間a，因為數據傳輸雙方時間是相同的，所以拿當前時間b-a,再除以2就是ping值了。然後把這個ping值，記錄到redis中去。這裡使用的是 System.currentTimeMillis(),用new Date().getTime()時間會出錯，不知道為啥？看源碼是一樣的邏輯不大理解

起初是基於服務器計時的，但是服務器和客戶端不可能在一臺主機上，導致時間存在偏差，ping值就不準確了。 存到redis主要是為了使echarts訪問最近幾次的ping狀態。起初想做成websocket的，但是這樣的話，第一次進來當前頁面數據會不全，而且不好日後做歷史ping的統計

物聯網定製開發

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