关于即时通讯:基于Netty从零开发IM三编码实践篇群聊功能

本文由作者“大白菜”分享，有较多订正和改变。留神：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

接上两篇《IM零碎设计篇》、《编码实际篇（单聊性能）》，本篇次要解说的是通过实战编码实现IM的群聊性能，内容波及群聊技术实现原理、编码实际等常识。

学习交换：- 挪动端IM开发入门文章：《新手入门一篇就够：从零开发挪动端IM》- 开源IM框架源码：https://github.com/JackJiang2...（备用地址点此）
（本文已同步公布于：http://www.52im.net/thread-39...）

2、写在后面

倡议你在浏览本文之前，务必先读本系列的前两篇《IM零碎设计篇》、《编码实际篇（单聊性能）》，在着重了解IM零碎的实践设计思路之后，再来浏览实战代码则成果更好。最初，在开始本文之前，请您务必提前理解Netty的相干基础知识，可从本系列首篇《IM零碎设计篇》中的“常识筹备”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：《基于Netty，从零开发IM(一)：IM零碎设计篇》《基于Netty，从零开发IM(二)：编码实际篇（单聊性能）》《基于Netty，从零开发IM(三)：编码实际篇（群聊性能）》（* 本文）《基于Netty，从零开发IM(四)：编码实际篇（系统优化）》（稍后公布.. ）

4、本篇概述

在上篇《编码实际篇（单聊性能）》中，咱们次要实现了IM的单聊性能，本节次要是实现IM群聊性能。本篇波及的群聊外围性能，大抵如下所示：1）登录：每个客户端连贯服务端的时候，都须要输出本人的账号信息，以便和连贯通道进行绑定；2）创立群组：输出群组 ID 和群组名称进行创立群组。须要先依据群组 ID 进行校验，判断是否曾经存在了；3）查看群组：查看目前曾经创立的群组列表；4）退出群组：主要参数是群组 ID 和用户 ID，用户 ID 只需从 Channel 的绑定属性外面获取即。次要是判断群组 ID 是否存在，如果存在还须要判断该用户 ID 是否曾经在群组外面了；5）退出群组：次要是判断群组 ID 是否存在，如果存在则删除相应的关系；6）查看组成员：依据群组 ID 去查问对应的成员列表；7）群发音讯：抉择某个群进行音讯发送，该群下的成员都能收到信息。次要判断群组 ID 是否存在，如果存在再去获取其对应的成员列表。

5、群聊原理

其实群聊和单聊，整体上原理是一样的，只是做了一下细节上的降级。在首篇《IM零碎设计篇》的“6、IM群聊思路设计”设计局部也做了具体的阐明了。群聊的大略流程就是：依据群组 ID 查找到所有的成员汇合，而后再遍历找到每个成员对应的连贯通道。具体的群聊架构思路如下图：

如上图所示，群聊通信流程技术原理如下：1）群聊和单聊整体上的思路统一：须要保留每个用户和通道的对应关系，不便前期通过用户 ID 去查找到对应的通道，再跟进通道推送音讯；2）群聊把音讯发送给群员的原理：其实很简略，服务端再保留另外一份映射关系，那就是聊天室和成员的映射关系。发送音讯时，首先依据聊天室 ID 找到对应的所有成员，而后再跟进各个成员的 ID 去查找到对应的通道，最初由每个通道进行音讯的发送；3）群成员退出某个群聊聊的时候：往映射表新增一条记录，如果成员退群的时候则删除对应的映射记录。

6、运行成果

补充阐明：因为本系列文章次要目标是疏导IM初学者在基于Netty的状况下，如何一步一步从零写出IM的逻辑和思维能力，因此为了简化编码实现，本篇中编码实现的客户端都是基于控制台实现的（心愿不要被厌弃），因为了解技术的实质显然比炫酷的外在表现形式更为重要。用户登录效果图：

群组操作效果图：

7、实体定义实战

7.1 服务端实体服务端映射关系的治理，别离是：1）登录信息（用户 ID 和通道）；2）群组信息（群组 ID 和群组成员关系）。次要通过两个 Map 去保护，具体如下：public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>(); private static Map<Integer, Group> groups=new HashMap<Integer, Group>();}//组和成员列表关系实体@Datapublic class Group implements Serializable { private String groupName; private List<GroupMember> members=new ArrayList<GroupMember>();}//成员和连贯通道的关系实体public class GroupMember implements Serializable { private Integer userid; private Channel channel;}7.2 实体和指令关系咱们筹备好相应的实体，以及实体和指令的映射关系，具体如下所示：private static Map<Byte, Class<? extends BaseBean>> map=new HashMap<Byte,Class<? extends BaseBean>>(); static{ //登录的申请和响应实体 map.put(1, LoginReqBean.class); map.put(2, LoginResBean.class); //创立群组的申请和响应实体 map.put(3, GroupCreateReqBean.class); map.put(4, GroupCreateResBean.class); //查看群组的申请和响应实体 map.put(5, GroupListReqBean.class); map.put(6, GroupListResBean.class); //退出群组的申请和响应实体 map.put(7,GroupAddReqBean.class); map.put(8,GroupAddResBean.class); //退出群组的申请和响应实体 map.put(9,GroupQuitReqBean.class); map.put(10,GroupQuitResBean.class); //查看成员列表的申请和响应实体 map.put(11,GroupMemberReqBean.class); map.put(12,GroupMemberResBean.class); //发送响应的实体（发送音讯、发送响应、承受音讯） map.put(13,GroupSendMsgReqBean.class); map.put(14,GroupSendMsgResBean.class); map.put(15,GroupRecMsgBean.class); }通过上面这张图，能看的更清晰一些：

8、Handler定义实战

IM群聊性能的实现，咱们须要两个两个业务 Handler：1）别离是客户端（ClientChatGroupHandler）；2）服务端（ServerChatGroupHandler）。8.1 客户端 Handler客户端 Handler，次要是通过判断实体类型来做不同的业务操作，当然也能够应用 SimpleChannelInboundHandler 去进行 Handler 拆分。public class ClientChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { //在链接就绪时登录 login(ctx.channel()); } //次要是“承受服务端”的响应信息 @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { if(msg instanceof LoginResBean){ LoginResBean res=(LoginResBean) msg; System.out.println("登录响应："+res.getMsg()); if(res.getStatus()==0){ //登录胜利 //1.给通道绑定身份 ctx.channel().attr(AttributeKey.valueOf("userid")).set(res.getUserid()); //2.显示操作类型【请看上面】 deal(ctx.channel()); }else{ //登录失败，持续登录 login(ctx.channel()); } }else if(msg instanceof GroupCreateResBean){ GroupCreateResBean res=(GroupCreateResBean)msg; System.out.println("创立响应群组："+res.getMsg()); }else if(msg instanceofGroupListResBean){ GroupListResBean res=(GroupListResBean)msg; System.out.println("查看群组列表："+res.getLists()); }elseif(msg instanceofGroupAddResBean){ GroupAddResBean res=(GroupAddResBean)msg; System.out.println("退出群组响应："+res.getMsg()); }elseif(msg instanceof GroupQuitResBean){ GroupQuitResBean res=(GroupQuitResBean)msg; System.out.println("退群群组响应："+res.getMsg()); }else if(msg instanceof GroupMemberResBean){ GroupMemberResBean res=(GroupMemberResBean)msg; if(res.getCode()==1){ System.out.println("查看成员列表："+res.getMsg()); }else{ System.out.println("查看成员列表："+res.getLists()); } }else if(msg instanceof GroupSendMsgResBean){ GroupSendMsgResBean res=(GroupSendMsgResBean)msg; System.out.println("群发音讯响应："+res.getMsg()); }else if(msg instanceof GroupRecMsgBean){ GroupRecMsgBean res=(GroupRecMsgBean)msg; System.out.println("收到音讯fromuserid="+ res.getFromuserid()+ ",msg="+res.getMsg()); } }}通过子线程循环向输入控制台输入操作类型的办法，以下办法目前都是空办法，上面将具体解说。private void deal(final Channel channel){ final Scanner scanner=new Scanner(System.in); new Thread(new Runnable() { public void run() { while(true){ System.out.println("请抉择类型：0创立群组，1查看群组，2退出群组，3退出群组，4查看群成员，5群发音讯"); int type=scanner.nextInt(); switch(type){ case 0: createGroup(scanner,channel); break; case 1: listGroup(scanner,channel); break; case 2: addGroup(scanner,channel); break; case 3: quitGroup(scanner,channel); break; case 4: listMembers(scanner,channel); break; case 5: sendMsgToGroup(scanner,channel); break; default: System.out.println("输出的类型不存在!"); } } } }).start(); }8.2 服务端 Handler服务端 Handler，次要是通过判断实体类型来做不同的业务操作，当然也能够应用 SimpleChannelInboundHandler 去进行 Handler 拆分。以下办法目前都是空办法，上面将具体解说。public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>(); private static Map<Integer, Group> groups=new HashMap<Integer, Group>(); @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { if(msg instanceof LoginReqBean) { //登录 login((LoginReqBean) msg, ctx.channel()); }else if(msg instanceof GroupCreateReqBean){ //创立群组 createGroup((GroupCreateReqBean)msg,ctx.channel()); }else if(msg instanceof GroupListReqBean){ //查看群组列表 listGroup((GroupListReqBean)msg,ctx.channel()); }else if(msg instanceof GroupAddReqBean){ //退出群组 addGroup((GroupAddReqBean)msg,ctx.channel()); }else if(msg instanceof GroupQuitReqBean){ //退出群组 quitGroup((GroupQuitReqBean)msg,ctx.channel()); }else if(msg instanceof GroupMemberReqBean){ //查看成员列表 listMember((GroupMemberReqBean)msg,ctx.channel()); }else if(msg instanceof GroupSendMsgReqBean){ //音讯发送 sendMsg((GroupSendMsgReqBean) msg,ctx.channel()); } }}

9、具体性能编码实战

9.1 创立群组客户端申请：private void createGroup(Scanner scanner,Channel channel){ System.out.println("请输出群组ID"); Integer groupId=scanner.nextInt(); System.out.println("请输出群组名称"); String groupName=scanner.next(); GroupCreateReqBean bean=new GroupCreateReqBean(); bean.setGroupId(groupId); bean.setGroupName(groupName); channel.writeAndFlush(bean); }服务端解决：public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>(); private static Map<Integer, Group> groups=new HashMap<Integer, Group>(); private void createGroup(GroupCreateReqBean bean,Channel channel){ //定义一个响应实体 GroupCreateResBean res=new GroupCreateResBean(); //查问groups是否曾经存在 Group group=groups.get(bean.getGroupId()); //判断是否曾经存在 if(group==null){ //定义群组实体 Group g=new Group(); //定义一个汇合，专门存储成员 List<GroupMember> members=new ArrayList<GroupMember>(); //属性赋值 g.setGroupName(bean.getGroupName()); g.setMembers(members); //增加到Map外面 groups.put(bean.getGroupId(),g); //响应信息 res.setCode(0); res.setMsg("创立群组胜利"); }else{ res.setCode(1); res.setMsg("该群组曾经存在!"); } channel.writeAndFlush(res); }}9.2 查看群组客户端申请：private void listGroup(Scanner scanner,Channel channel){ GroupListReqBean bean=new GroupListReqBean(); bean.setType("list"); channel.writeAndFlush(bean);}服务端解决：public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>(); private static Map<Integer, Group> groups=new HashMap<Integer, Group>(); private void listGroup(GroupListReqBean bean,Channel channel){ if("list".equals(bean.getType())){ //定义一个响应实体 GroupListResBean res=new GroupListResBean(); //定义一个汇合 List<GroupInfo> lists=new ArrayList<GroupInfo>(); //变量groups Map汇合 for(Map.Entry<Integer, Group> entry : groups.entrySet()){ Integer mapKey = entry.getKey(); Group mapValue = entry.getValue(); GroupInfo gi=new GroupInfo(); gi.setGroupId(mapKey); gi.setGroupName(mapValue.getGroupName()); lists.add(gi); } //把汇合增加到响应实体外面 res.setLists(lists); //开始写到客户端 channel.writeAndFlush(res); } }}9.3 退出群组客户端申请：private void addGroup(Scanner scanner,Channel channel){ System.out.println("请输出退出的群组ID"); int groupId=scanner.nextInt(); Integer userId=(Integer) channel.attr(AttributeKey.valueOf("userid")).get(); GroupAddReqBean bean=new GroupAddReqBean(); bean.setUserId(userId); bean.setGroupId(groupId); channel.writeAndFlush(bean);}服务端解决：public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>(); private static Map<Integer, Group> groups=new HashMap<Integer, Group>(); private void addGroup(GroupAddReqBean bean,Channel channel){ GroupAddResBean res=new GroupAddResBean(); //1.依据“群组ID”获取对应的“组信息” Group group=groups.get(bean.getGroupId()); //2.“群组”不存在 if(group==null){ res.setCode(1); res.setMsg("groupId="+bean.getGroupId()+",不存在!"); channel.writeAndFlush(res); return; } //3.“群组”存在，则获取其底下的“成员汇合” List<GroupMember> members=group.getMembers(); boolean flag=false; //4.遍历汇合，判断“用户”是否曾经存在了 for(GroupMember gm:members){ if(gm.getUserid()==bean.getUserId()){ flag=true; break; } } if(flag){ res.setCode(1); res.setMsg("曾经在群组外面,无奈再次退出!"); }else{ //1.用户信息 GroupMember gm=new GroupMember(); gm.setUserid(bean.getUserId()); gm.setChannel(channel); //2.增加到汇合外面 members.add(gm); //3.给“群组”从新赋值 group.setMembers(members); res.setCode(0); res.setMsg("退出群组胜利"); } channel.writeAndFlush(res); }}9.4 退出群组客户端申请：private void quitGroup(Scanner scanner,Channel channel){ System.out.println("请输出退出的群组ID"); int groupId=scanner.nextInt(); Integer userId=(Integer) channel.attr(AttributeKey.valueOf("userid")).get(); GroupQuitReqBean bean=new GroupQuitReqBean(); bean.setUserId(userId); bean.setGroupId(groupId); channel.writeAndFlush(bean);}服务端解决：public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>(); private static Map<Integer, Group> groups=new HashMap<Integer, Group>(); private void quitGroup(GroupQuitReqBean bean,Channel channel){ GroupQuitResBean res=new GroupQuitResBean(); //1.依据“群组ID”获取对应的“组信息” Group group=groups.get(bean.getGroupId()); if(group==null){ //2.群组不存在 res.setCode(1); res.setMsg("groupId="+bean.getGroupId()+",不存在!"); channel.writeAndFlush(res); return; } //3.群组存在，则获取其底下“成员汇合” List<GroupMember> members=group.getMembers(); //4.遍历汇合，找到“以后用户”在汇合的序号 int index=-1; for(inti=0;i<members.size();i++){ if(members.get(i).getUserid()==bean.getUserId()){ index=i; break; } } //5.如果序号等于-1，则示意“以后用户”不存在汇合外面 if(index==-1){ res.setCode(1); res.setMsg("userid="+bean.getUserId()+",不存在该群组外面!"); channel.writeAndFlush(res); return; } //6.从汇合外面删除“以后用户” members.remove(index); //7.给“群组”的“成员列表”从新赋值 group.setMembers(members); res.setCode(0); res.setMsg("退出群组胜利"); channel.writeAndFlush(res); }}9.5 查看群组成员客户端申请：private void listMembers(Scanner scanner,Channel channel){ System.out.println("请输出群组ID："); int groupId=scanner.nextInt(); GroupMemberReqBean bean=new GroupMemberReqBean(); bean.setGroupId(groupId); channel.writeAndFlush(bean);}服务端解决：public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>(); private static Map<Integer, Group> groups=new HashMap<Integer, Group>(); private void listMember(GroupMemberReqBean bean,Channel channel){ GroupMemberResBean res=new GroupMemberResBean(); List<Integer> lists=new ArrayList<Integer>(); //1.依据“群组ID”获取对应的“组信息” Group group=groups.get(bean.getGroupId()); if(group==null){ //2.查问的群组不存在 res.setCode(1); res.setMsg("groupId="+bean.getGroupId()+",不存在!"); channel.writeAndFlush(res); }else{ //3.群组存在，则变量其底层的成员 for(Map.Entry<Integer, Group> entry : groups.entrySet()){ Group g = entry.getValue(); List<GroupMember> members=g.getMembers(); for(GroupMember gm:members){ lists.add(gm.getUserid()); } } res.setCode(0); res.setMsg("查问胜利"); res.setLists(lists); channel.writeAndFlush(res); } }}9.6 群发音讯客户端申请：private void sendMsgToGroup(Scanner scanner,Channel channel){ System.out.println("请输出群组ID："); int groupId=scanner.nextInt(); System.out.println("请输出发送音讯内容："); String msg=scanner.next(); Integer userId=(Integer) channel.attr(AttributeKey.valueOf("userid")).get(); GroupSendMsgReqBean bean=new GroupSendMsgReqBean(); bean.setFromuserid(userId); bean.setTogroupid(groupId); bean.setMsg(msg); channel.writeAndFlush(bean);}服务端解决：public class ServerChatGroupHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { private static Map<Integer, Channel> map=new HashMap<Integer, Channel>(); private static Map<Integer, Group> groups=new HashMap<Integer, Group>(); privatevoidsendMsg(GroupSendMsgReqBean bean,Channel channel){ GroupSendMsgResBean res=new GroupSendMsgResBean(); //1.依据“群组ID”获取对应的“组信息” Group group=groups.get(bean.getTogroupid()); //2.给“发送人”响应，告诉其发送的音讯是否胜利 if(group==null){ res.setCode(1); res.setMsg("groupId="+bean.getTogroupid()+",不存在!"); channel.writeAndFlush(res); return; }else{ res.setCode(0); res.setMsg("群发音讯胜利"); channel.writeAndFlush(res); } //3.依据“组”上面的“成员”，变量并且一一推送音讯 List<GroupMember> members=group.getMembers(); for(GroupMember gm:members){ GroupRecMsgBean rec=new GroupRecMsgBean(); rec.setFromuserid(bean.getFromuserid()); rec.setMsg(bean.getMsg()); gm.getChannel().writeAndFlush(rec); } }}

10、本篇小结

本篇中波及的性能点略微有点多，次要是实现了群聊的几个外围性能，别离是：创立群组、查看群组列表、退出群组、退出群组、查看成员列表、群发音讯。这些性能通过拆解，看起来就不是那么简单了，心愿大家都能够亲自动手实现一遍，加深了解，进步学习效果。实际上，真正的产品级IM中，群聊波及的技术细节是十分多的，有趣味能够详读上面这几篇：IM群聊音讯如此简单，如何保障不丢不重？挪动端IM中大规模群音讯的推送如何保障效率、实时性？对于IM即时通讯群聊音讯的乱序问题探讨IM群聊音讯到底是存1份(即扩散读)还是存多份(即扩散写)？一套高可用、易伸缩、高并发的IM群聊、单聊架构方案设计实际网易云信技术分享：IM中的万人群聊技术计划实际总结阿里电商IM音讯平台，在群聊、直播场景下的技术实际企业微信的IM架构设计揭秘：音讯模型、万人群、已读回执、音讯撤回等融云IM技术分享：万人群聊音讯投递计划的思考和实际

11、参考资料

[1] 手把手教你用Netty实现心跳机制、断线重连机制
[2] 自已开发IM很难？手把手教你撸一个Andriod版IM
[3] 基于Netty，从零开发一个IM服务端
[4] 拿起键盘就是干，教你徒手开发一套分布式IM零碎
[5] 正确理解IM长连贯、心跳及重连机制，并入手实现
[6] 手把手教你用Go疾速搭建高性能、可扩大的IM零碎
[7] 手把手教你用WebSocket打造Web端IM聊天
[8] 万字长文，手把手教你用Netty打造IM聊天
[9] 基于Netty实现一套分布式IM零碎
[10] 基于Netty，搭建高性能IM集群（含技术思路+源码）
[11] SpringBoot集成开源IM框架MobileIMSDK，实现即时通讯IM聊天性能
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