前面介绍了Netty服务端客户端基本通信框架的搭建过程。下面将介绍Netty如何进行心跳检测以及处理客户端的断线重连。

为了适应恶劣的网络环境,比如网络超时、闪断,客户端进程僵死,需要机制来保证双方的通信能正常工作或者自动恢复。对于服务端来说,当客户端由于某些原因导致无法与服务端通信的,服务端需要主动注销与客户端的连接,减少无效链接的资源消耗。对于客户端来说,当服务进程宕机后进行重启,客户端应该自动能发起重连操作。

(一)心跳监测客户端

采用心跳机制,来确保服务端能及时发现无效的客户端链接。这里有个问题,心跳机制的发起方应该由服务端还是客户端。假设服务端出现宕机,客户端唯一能做的就是保证能及时发现服务端重启后能进行重连。因此,可以只由服务端来发起心跳检测。一旦服务端发现客户端连接超时多次,则 立即关闭链路。

心跳检测具体的设计思路如下:

1.服务端定时查看客户端链路是否空闲,一旦持续时间T没有收到客户端的请求包,则主动发送Ping包给客户端,同时心跳超时次数加1。

2.客户端收到服务的Ping请求,则立即发送一个Pong应答包。

3.服务端每次收到客户端的数据包,则重置超时次数。若连续N次未收到心跳应答包,则关闭链接。

心跳检测示例代码如下

1.服务端NettyChatServer类的ChannelPipeline增加空闲状态处理器(IdleStateHandler)。该类用于检测通信Channel的读写状态超时,以此来实现心跳检测。IdleStateHandler的构造函数有三个参数,依次为读超时秒数,写超时秒数,读写超时秒数。我们只需要用到第一个参数。

java netty实现客户端断开自动重连 netty服务端断开连接_netty

2.ChatServerHandler类必须覆写userEventTriggered()方法处理超时逻辑。当超时次数少于指定次数时,向客户端发送Ping包;当超时次数大于指定次数时,注销客户端链接。

package com.kingston.netty;

import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelPromise;
import io.netty.handler.timeout.IdleState;
import io.netty.handler.timeout.IdleStateEvent;

import java.io.IOException;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

import com.kingston.base.ServerManager;
import com.kingston.net.Packet;
import com.kingston.net.PacketManager;
import com.kingston.net.PacketType;
import com.kingston.service.login.ClientHeartBeat;
import com.kingston.service.login.LoginManagerProxy;
import com.kingston.service.login.ServerLogin;

public class ChatServerHandler extends ChannelHandlerAdapter{
	
	//客户端超时次数
	private Map<ChannelHandlerContext,Integer> clientOvertimeMap = new ConcurrentHashMap<>();
	private final int MAX_OVERTIME  = 3;  //超时次数超过该值则注销连接
	
	@Override
	public void channelRead(ChannelHandlerContext context,Object msg)
			throws Exception{
		Packet  packet = (Packet)msg;
		if(packet.getPacketType() == PacketType.ServerLogin ){
			ServerLogin loginPact = (ServerLogin)packet;
			LoginManagerProxy.getManager().validateLogin(context,loginPact.getUserId(), loginPact.getUserPwd());
			return ;
		}else{
			if(validateSession(packet)){
				PacketManager.execPacket(packet);
			}
		}
		
		clientOvertimeMap.remove(context);//只要接受到数据包,则清空超时次数
		
	}
	
	private  boolean validateSession(Packet loginPact){
		return true;
	}

	@Override
	public void close(ChannelHandlerContext ctx,ChannelPromise promise){
		System.err.println("TCP closed...");
		ctx.close(promise);
	}

	@Override
	public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
		System.err.println("客户端关闭1");
	}
	
	    @Override
	    public void disconnect(ChannelHandlerContext ctx, ChannelPromise promise) throws Exception {
	        ctx.disconnect(promise);
	        System.err.println("客户端关闭2");
	    }
	    
	    @Override
	    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
		    System.err.println("业务逻辑出错");
		    cause.printStackTrace();
		    //	        ctx.fireExceptionCaught(cause);
		    Channel channel = ctx.channel();
		    if(cause instanceof  IOException && channel.isActive()){
			    System.err.println("simpleclient"+channel.remoteAddress()+"异常");
			    ctx.close();
		    }
	    }
	    
	    @Override
	    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt)
			    throws Exception {
		    //心跳包检测读超时
		    if (evt instanceof IdleStateEvent) {
			    IdleStateEvent e = (IdleStateEvent) evt;
			    if (e.state() == IdleState.READER_IDLE) {
				    System.err.println("客户端读超时");
				    int overtimeTimes = clientOvertimeMap.getOrDefault(ctx, 0);
				    if(overtimeTimes < MAX_OVERTIME){
					    ServerManager.sendPacketTo(new ClientHeartBeat(), ctx);
					    addUserOvertime(ctx);
				    }else{
					    ServerManager.ungisterUserContext(ctx);
				    }
			    } 
		    }
	    }
	    
	    private void addUserOvertime(ChannelHandlerContext ctx){
		    int oldTimes = 0;
		    if(clientOvertimeMap.containsKey(ctx)){
			    oldTimes = clientOvertimeMap.get(ctx);
		    }
		    clientOvertimeMap.put(ctx, (int)(oldTimes+1));
	    }
}

3.增加下发包ClientHeartBeat类定义。客户端在收到该包的时候,需要向服务端发送一个应答包。

package com.kingston.service.login;

import io.netty.buffer.ByteBuf;

import com.kingston.base.ServerManager;
import com.kingston.net.Packet;
import com.kingston.net.PacketType;

public class ClientHeartBeat extends Packet{

	@Override
	public void writePacketMsg(ByteBuf buf) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public void readFromBuff(ByteBuf buf) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}

	@Override
	public PacketType getPacketType() {
		return PacketType.ClientHeartBeat;
	}

	@Override
	public void execPacket() {
		System.err.println("收到服务端的ping请求后,回复一个pong响应");
		ServerManager.sendServerRequest(new ServerHeartBeat());
		
	}

}

4.服务端在收到应答包后,重置超时次数为0

心跳调试技巧:如果需要演示心跳超时,只需在客户端启动后在任意代码里加个断点,这样服务端就会检测到客户端读超时。

(二)客户端断线重连
当服务端宕机后,客户端需要定时检测服务端开启状态,重新连接。实现逻辑也比较简单,只要在NettyChatClient类断开链接的逻辑后加上重连逻辑即可(reConnectServer()方法)。每次重连检测不必过于频繁,可以让线程休眠一段时间。

package com.kingston.netty;

import java.net.InetSocketAddress;

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldPrepender;

import com.kingston.net.codec.PacketDecoder;
import com.kingston.net.codec.PacketEncoder;


public class NettyChatClient {

	public void connect(String host,int port) throws Exception{
		EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
		try{
			Bootstrap b  = new Bootstrap();
			b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)
			.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>(){

				@Override
				protected void initChannel(SocketChannel arg0)
						throws Exception {
					ChannelPipeline pipeline = arg0.pipeline();
					pipeline.addLast(new PacketDecoder(1024*1, 0,2,0,2));
					pipeline.addLast(new LengthFieldPrepender(2));
					pipeline.addLast(new PacketEncoder());
//					pipeline.addLast(new HeartBeatReqHandler()); 
					pipeline.addLast(new NettyClientHandler());
				}
				
			});
			
			ChannelFuture f = b.connect(new InetSocketAddress(host, port),
					new InetSocketAddress(NettyContants.LOCAL_SERVER_IP, NettyContants.LOCAL_SERVER_PORT))
					.sync();
			f.channel().closeFuture().sync();
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}finally{
//			group.shutdownGracefully();  //这里不再是优雅关闭了
			reConnectServer();
		}
	}
	
	/**
	 * 断线重连
	 */
	private void reConnectServer(){
		
		try {
			Thread.sleep(5000);
			System.err.println("客户端进行断线重连");
			connect(NettyContants.REMOTE_SERVER_IP,
					NettyContants.REMOTE_SERVER_PORT);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	
}

调试技巧:启动服务端与客户端后,单方面关闭服务端,即可看见客户端定时重连了。需要保证客户端重连成功后,能够与服务端收发数据,同时客户端也不无须继续检测重连。

 

全部代码已在github上托管(代码经过多次重构,与博客上的代码略有不同)