互联网即时聊天工具是如何实现的？

如下：

该软件采用P2P方式，各个客户端之间直接发消息进行会话聊天，服务器在其中只扮演协调者的角色(混合型P2P)。

1.会话流程设计

当一个新用户通过自己的客户端登陆系统后，从服务器获取当前在线的用户信息列表，列表信息包括了系统中每个用户的地址。用户就可以开始独立工作，自主地向其他用户发送消息，而不经过服务器。每当有新用户加入或在线用户退出时，服务器都会及时发消息通知系统中的所有其他用户，以便它们实时地更新用户信息列表。

按照上述思路，设计系统会话流程如下：

（1）用户通过客户端进入系统，向服务器发出消息，请求登陆。

（2）服务器收到请求后，向客户端返回应答消息，表示同意接受该用户加入，并顺带将自己服务线程所在的监听端口号告诉用户。

（3）客户端按照服务器应答中给出的端口号与服务器建立稳定的连接。

（4）服务器通过该连接将当前在线用户的列表信息传给新加入的客户端。

（5）客户端获得了在线用户列表，就可以独立自主地与在线的其他用户通信了。

（6）当用户退出系统时要及时地通知服务器。

2.用户管理

系统中，无论是服务器还是客户端都保存一份在线用户列表，客户端的用户表在一开始登陆时从服务器索取获得。在程序运行的过程中，服务器负责实时地将系统内用户的变动情况及时地通知在线的每个成员用户。

新用户登录时，服务器将用户表传给他，同时向系统内每个成员广播“login”消息，各成员收到后更新自己的用户表。

同样，在有用户退出系统时，服务器也会及时地将这一消息传给各个用户，当然这也就要求每个用户在自己想要退出之前，必须要先告诉服务器。

3.协议设计

3.1客户端与服务器会话

（1）登陆过程。

客户端用匿名UDP向服务器发送消息：

login，username，localIPEndPoint

消息内容包括3个字段，各字段之间用“，”分隔：“login”表示请求登陆；“username”为用户名；“localIPEndPoint”是客户端本地地址。

服务器收到后以匿名UDP返回如下消息：

Accept，port

其中，“Accept”表示服务器接受了请求；“port”是服务所在端口，服务线程在这个端口上监听可能的客户连接，该连接使用同步的TCP。

连上服务器，获取用户列表：

客户端从上一会话的“port”字段的值服务所在端口，于是向端口发起TCP连接，向服务器索取在线的用户列表，服务器接受连接后将用户列别传输给客户端。

用户列表格式如下：

username1，IPEndPoint1；username2，IPEndPoint2；.....end

username1,username2.....为用户名，IPEndPoint1，IPEndPoint2....为它们对应的端点。每个用户的信息都有个“用户名+端点”组成，用户信息之间以“；”隔开，整个用户列表以“end”结尾。

3.1服务器协调管理用户

（1）新用户加入通知。

由于系统中已存在的每个用户都有一份当前用户表，因此当有新成员加入时，服务器无需重复给系统中的每个成员再传送用户表，只要将新加入成员的信息告诉系统内的其他用户，再由他们各自更新自己的用户表就行了。

服务器向系统内用户广播发送如下消息：

端点字段写为“remoteIPEndPoint”，表示是远程某个用户终端登陆了，本地客户线程据此更新用户列表。其实，在这个过程中，服务器只是将受到的“login”消息简单地转发而已。

（2）用户退出。

与新成员加入时一样，服务器将用户退出的消息直接进行广播转发：

logout，username，remoteIPEndPoint

其中，“remoteIPEndPoint”为退出系统的远程用户终端的端点地址。

3.1用户终端之间聊天

用户聊天时，他们各自的客户端之间是以P2P方式工作的，彼此地位对等，独立，不与服务器发生直接联系。

4.系统实现

4.1服务线程

系统运行后，先有服务器启动服务线程，只需单击“启动”按钮即可。

即时聊天软件可以在两名或多名用户之间传递即时消息的网络软件，大部分的即时聊天软件都可以显示联络人名单，并能显示联络人是否在线。使用者发出的每一句话都回即时显示在双方的萤幕上。

rocket.chat是一个开源的社交软件，即可以直接在web页面使用，也可以下载APP(Android，IOS，Windows，Mac OS)

主要功能：群组聊天，直接通信，私聊群，桌面通知，媒体嵌入，链接预览，文件上传，语音/视频 聊天，截图等，还支持实时翻译，实现用户之间的自动实时消息转换。

也可以作为公司的内部聊天平台，所有数据都在自己的服务器上。

官方网址：https://rocket.chat/

官方github地址：https://github.com/RocketChat/Rocket.Chat

安装方式有好几种方式，这里采取docker-compose容器安装方式，快速几分钟即可搭建完成。前提已安装好docker和docker-compose。

参考官方文档：https://docs.rocket.chat/

以下是获取到的官方docker-compose.yml，默认端口3000，使用mongo数据库，根据自己需求更改。

我这里不需要更改什么，直接使用即可。

下载完成后，直接运行即可

注意，开放3000端口 or 关闭防火墙，如果你是公有云服务器，记得修改你的安全组！

浏览器输入IP:3000,即可访问。

第一次登录，需要创建管理员相关信息，及组织公司相关信息（不重要），只有邮件地址有效即可。之后进入自己的邮箱确认链接验证即可。

创建完成后，就可以登录账号，也可以创建新的普通用户。当然相关设置只能第一个管理员账号才能设置。

登录进去，默认进入# general公共频道，可以自己创建频道和拉人。剩下的功能自己用管理员账号研究。

rocket.chat有官方APP，在相关应用商店或者直接下载安装即可。

但是app连接服务器可能出现问题，导致连接不上。如下：

SSL配置

问题1：安卓app必须需要SSL连接才可，即 https://

所以要么自己在服务器上采用自签证，要么用域名商的ssl，如Cloudflare配置域名自动免费签证。

为了简单，直接给自己IP配置域名，开启SSL即可。简单可自行设置即可。

Cloudflare配置完域名，记得开启‘始终使用 HTTPS’功能。

nginx反向代理

问题2：采用nginx反向代理后，app提示websocket已于此伺服器上禁止

采用nginx反向代理情况：

1：其他安装方式不能改3000端口的情况下（rocket.chat默认端口）。

2：docker服务被其他nginx的80端口占用的情况下，不能改80端口，用其他nginx反向代理给docker的3000端口。

3：或者为了服务器安全，采用其他服务器nginx反向代理给真实服务器。

如果直接配置如下：

app连接显示会提示：websocket已于此伺服器上禁止

原因是nginx需要开启websocket，加入这重要的两行配置即可。

更换后配置如下：

再次连接app成功登录。

HTTP协议的生命周期是通过Request和Response来界定的，而Response是被动的（服务端不能主动与客户端通信），收到 一次请求才会返回一次响应。而当服务端需要主动和客户端进行通信，或者需要建立全双工通信（保持在一个连接中）时，HTTP就力不从心了。

在Websocket出现之前，实现全双工通信的方式主要是ajax轮询和long poll，这样是非常消耗性能的。

WebSocket是HTML5 新增加的特性之一，目前主流浏览器大都提供了对其的支持。其特点是可以在客户端和服务端之间建立全双工通信，一些特殊场景，例如实时通信、在线游戏、多人协作等，WebSocket都可以作为解决方案。

Spring自4.0版本后增加了WebSocket支持，本例就使用Spring WebSocket构建一个简单实时聊天的应用。

Spring WebSocket提供了一个WebSocketHandler接口，这个接口提供了WebSocket连接建立后生命周期的处理方法。

WebSocketSession不同于HttpSession，每次断开连接（正常断开或发生异常断开）都会重新起一个WebSocketSession。

这个抽象类提供了一系列对WebSocketSession及传输消息的处理方法：

spring WebSocket提供了四种WebSocketMessage的实现：TextMessage（文本类消息）、BinaryMessage（二进制消息）、PingMessage、PongMessage（后两者用于心跳检测，在一端收到了Ping消息的时候，该端点必须发送Pong消息给对方，以检测该连接是否存在和有效）。

HandshakeInterceptor接口是WebSocket连接握手过程的拦截器，通过实现该接口可以对握手过程进行管理。值得注意的是，beforeHandshake中的attributes与WebSocketSession中通过getAttributes()返回的Map是同一个Map，我们可以在其中放入一些用户的特定信息。

通过实现WebSocketConfigurer接口，可以注册相应的WebSocket处理器、路径、允许域、SockJs支持。

url为指定的WebSocket注册路径，当协议为http时，使用ws://，当协议为https，使用wss://。

onmessage的event对象：

可以看出，应使用event.data获取服务端发送的消息。

有的浏览器不支持WebSocket，使用SockJs可以模拟WebSocket。

以下使用WebSocket构建一个实时聊天应用。

1.客户端与服务端通信只使用TextMessage（文本类消息），客户端只能发送聊天文本，服务端可以单播和广播消息，包括聊天文本、上线、下线、掉线、用户列表信息、认证信息和服务器时间。

2.以HttpSession来唯一区别用户，而不是WebSocketSession。

3.核心思路是当新的WebSocketSession建立时，将其加入一个集合，当该session失效时（close、error）将其从集合中删除，当服务端需要单播或广播消息时，以这个集合为根据。

新建Spring Boot项目，添加必要依赖。

（其实在WebSocket中已经没有了请求、响应之分，但习惯上将客户端发送的消息称为请求，服务端发送的消息称为响应）

从chrome的WS控制台，我们可以看到发送的信息

通过setAllowedOrigins(String... origins)方法可以限制访问，查看WebSocket Request Headers的Origin属性：

这种限制与限制跨域是类似的，不同的是端口号不在其限制范围内。可以通过setAllowedOrigins("*")的方式设置允许所有域。

使用WebSocket构建实时聊天

苦逼的IE同志说不出话来，只算到IE11可能不支持WebSocket，没想到他其实是不支持contenteditable="plaintext-only"（后来又发现火狐也不支持）。

WebSocket是一个长连接，需要心跳检测机制来判断服务端与客户端之间建立的WebSocket连接是否存在和有效。当服务端断开连接时，客户端会立马断开连接，并调用websocket.close，而当客户端出现中断网络连接的情况，服务端不会立马作出反应（Spring WebSocket不会），而是过一段时间（推测是几分钟）后才将这个断掉的WebSocketSession踢出。

使用WebSocket构建实时聊天

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