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零、 目錄

1. IM系統簡介

• Netty 簡介
• Netty 環境配置
• 服務端啟動流程
• 實戰： 客戶端和服務端雙向通訊
• 資料傳輸載體ByteBuf介紹
• 客戶端與服務端通訊協議編解碼
• 實現客戶端登入
• 實現客戶端與服務端收發訊息
• pipeline與channelHandler
• 構建客戶端與服務端pipeline
• 拆包粘包理論與解決方案
• channelHandler的生命週期
• 使用channelHandler的熱插拔實現客戶端身份校驗
• 客戶端互聊原理與實現
• 群聊的發起與通知
• 群聊的成員管理（加入與退出，獲取成員列表）
• 群聊訊息的收發及Netty效能優化
• 心跳與空閒檢測
• 總結
• 擴充套件

一、 IM系統簡介

1. 單聊流程
   1. 單聊指的是兩個使用者之間相互聊天。 使用者單聊的基本流程
      1. 如上圖，A 要和 B 聊天，首先 A 和 B 需要與伺服器建立連線，然後進行一次登入流程，服務端儲存使用者標識和 TCP 連線的對映關係
      2. A 發訊息給 B，首先需要將帶有 B 標識的訊息資料包傳送到伺服器，然後伺服器從訊息資料包中拿到 B 的標識，找到對應的 B 的連線，將訊息傳送給 B
      3. 任意一方發訊息給對方，如果對方不線上，需要將訊息快取，對方上線之後再發送
   2. 我們把客戶端與服務端之間相互通訊的資料包稱為指令資料包，指令資料包分為指令和資料，每一種指令對應客戶端或者服務端的一種操作，資料部分對應的是指令處理需要的資料。
2. 單聊的指令

   1. 指令圖示

   2. 指令列表

      指令內容 | 客戶端 | 服務端
      –|
      登入請求 | 傳送 | 接收
      登入響應 | 接收 | 傳送
      客戶端訊息 | 傳送 | 接收
      服務端訊息 | 接收 | 傳送
      登出請求 | 傳送 | 接收
      登出響應 | 接收 | 傳送

3. 群聊流程
   1. 群聊指的是一個組內多個使用者之間的聊天，一個使用者發到群組的訊息會被組內任何一個成員接收，下面我們來看一下群聊的基本流程
      1. 如上圖所示 ， 要實現群聊，其實和單聊類似
         1. A，B，C 依然會經歷登入流程，服務端儲存使用者標識對應的 TCP 連線
         2. A 發起群聊的時候，將 A，B，C 的標識傳送至服務端，服務端拿到之後建立一個群聊 ID，然後把這個 ID 與 A，B，C 的標識繫結
         3. 群聊裡面任意一方在群裡聊天的時候，將群聊 ID 傳送至服務端，服務端拿到群聊 ID 之後，取出對應的使用者標識，遍歷使用者標識對應的 TCP 連線，就可以將訊息傳送至每一個群聊成員
4. 群聊指令集

   1. 指令圖示

   2. 指令列表

       指令內容 | 客戶端 | 服務端
       --|
       建立群聊請求 | 傳送 | 接收
       群聊建立成功通知 | 接收 | 傳送 
       加入群聊請求 | 傳送 | 接收
       群聊加入通知 | 接收 | 傳送
       傳送群聊訊息 | 傳送 | 接收
       接收群聊訊息 | 接收 | 傳送
       退出群聊請求 | 傳送 | 接收
       退出群聊通知 | 接收 | 傳送
      

5. Netty
   1. 我們使用Netty 統一的IO讀寫API以及強大的pipeline 來編寫業務處理邏輯 ， 在後續的章節 ， 我會通過IM這個例子 ，帶你瞭解Netty的一下核心知識點
      1. 服務端如何啟動
      2. 客戶端如何啟動
      3. 資料載體ByteBuf
      4. 長連自定義協議如何設計
      5. 粘包拆包原理及實踐
      6. 如何實現自定義編解碼
      7. pipeline 與 channelHandler
      8. 定時傳送心跳怎麼做
      9. 如何進行連線空閒檢測
   2. 客戶端使用Netty的程式邏輯結構
      1. 首先，客戶端會解析控制檯指令，比如傳送訊息或者建立群聊等指令
      2. 然後，客戶端會基於控制檯的輸入建立一個指令物件，使用者告訴服務端具體要幹什麼事情
      3. TCP 通訊需要的資料格式為二進位制，因此，接下來通過自定義二進位制協議將指令物件封裝成二進位制，這一步稱為協議的編碼
      4. 對於收到服務端的資料，首先需要截取出一段完整的二進位制資料包（拆包粘包相關的內容後續小節會講解）
      5. 將此二進位制資料包解析成指令物件，比如收到訊息
      6. 將指令物件宋丹對應的邏輯處理器來處理
   3. 客戶端使用Netty的程式邏輯結構