SpringBoot+Vue+Netty+WebSocket+WebRTC 实现视频聊天

实时音视频聊天是当下社交、在线协作类应用的核心功能之一，WebRTC（Web Real-Time Communication）作为浏览器原生支持的实时通信技术，能让前端无需插件即可实现点对点音视频传输；而 Netty 作为高性能的 Java NIO 框架，可提供稳定的 WebSocket 通信通道，配合 SpringBoot 的快速开发能力和 Vue 的前端工程化能力，能快速搭建一套完整的视频聊天系统。本文将详细讲解如何基于这些技术栈实现一对一视频聊天功能。

一、SpringBoot+Vue+Netty+WebSocket+WebRTC 实现视频聊天

整个视频聊天系统分为三层，核心是信令转发和点对点音视频传输：

WebRTC 是什么:是浏览器内置的实时通信技术，能让网页直接实现音视频通话、数据传输，无需安装插件。

ICE 是什么：ICE（Interactive Connectivity Establishment）是 WebRTC 中用于解决 NAT 穿透（简单说就是让不同网络下的设备能找到彼此）的框架，而 iceServers 就是给 ICE 提供 “辅助服务器” 的配置。

STUN 服务器：STUN（Session Traversal Utilities for NAT），直译是 “NAT 会话穿透工具”，它是一种轻量级的网络服务器，核心作用是：帮助处于 NAT（网络地址转换）后的设备（比如你的电脑 / 手机），获取自己的公网 IP + 端口，以及 NAT 设备的类型，从而让不同 NAT 后的设备能找到彼此，建立点对点（P2P）连接。

先补个前提：为什么需要 STUN？

我们日常用的网络（比如家里的宽带、公司的内网），设备拿到的都是内网 IP（如 192.168.1.100），不是公网 IP。当两个内网设备要直接通信（比如 WebRTC 音视频通话），它们不知道对方的公网地址，就像两个人在不同的小区里，只知道自己的门牌号，却不知道小区的地址和对外的出入口 ——STUN 服务器就是帮它们查 “小区地址 + 出入口” 的工具。

用一个 “打电话” 的例子解释：

二、服务端开发

2.1 项目搭建与依赖配置

<!– SpringBoot 核心 –>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<!– Netty WebSocket 依赖 –>
<dependency>
<groupId>io.netty</groupId>
<artifactId>netty-all</artifactId>
<version>4.1.94.Final</version>
</dependency>
<!– JSON 解析 –>
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>2.0.25</version>
</dependency>

依赖作用：Netty 是核心，负责网络通信；FastJSON 用于处理前后端传输的 JSON 格式信令

2.2 核心实体类与消息处理器

1.创建消息实体类 Message.java

需求：信令消息需要包含“消息类型”“发送方ID”“接收方ID”“消息内容”，所以定义对应的属性

public class Message {
// 消息类型：register(注册)、call(呼叫)、answer(应答)、ice(ICE候选)
private String type;
// 发送方ID
private String from;
// 接收方ID
private String to;
// 消息内容（SDP/ICE 数据）
private String data;
}

2.创建 Netty WebSocket 处理器

核心作用：处理 WebSocket 连接的建立、消息接收与转发、连接断开等事件，是服务端的核心逻辑

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.qcby.springboot.entity.Message;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandler;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketServerProtocolHandler;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
* 描述:
*/
@Configuration
@ChannelHandler.Sharable
public class WebSocketHandler extends SimpleChannelInboundHandler<TextWebSocketFrame> {
// 存储用户ID与Channel的映射（线程安全）
public static final ConcurrentHashMap<String, Channel> USER_CHANNEL_MAP = new ConcurrentHashMap<>();

@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("与客户端建立连接，通道开启！");
}
/**
* 处理接收到的文本消息
*/
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame msg) throws Exception {
// 解析JSON消息
String text = msg.text();
Message message = JSON.parseObject(text, Message.class);
System.out.println("收到消息：" + text);

switch (message.getType()) {
case "register":
// 注册用户ID与Channel的映射
USER_CHANNEL_MAP.put(message.getFrom(), ctx.channel());
System.out.println("用户 " + message.getFrom() + " 注册成功");
break;
case "call":
case "answer":
case "ice":
// 转发消息到接收方
Channel targetChannel = USER_CHANNEL_MAP.get(message.getTo());
if (targetChannel != null && targetChannel.isActive()) {
targetChannel.writeAndFlush(new TextWebSocketFrame(text));
System.out.println("转发消息到用户 " + message.getTo());
} else {
System.out.println("用户 " + message.getTo() + " 不在线");
}
break;
default:
System.out.println("未知消息类型：" + message.getType());
}
}

/**
* 处理连接断开事件
*/
@Override
public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("与客户端断开连接，通道关闭！");
}

/**
* 处理异常
*/
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
System.out.println("连接异常：" + cause.getMessage());
USER_CHANNEL_MAP.entrySet().removeIf(entry -> entry.getValue() == ctx.channel());
ctx.close();
}
}

三、Netty 服务启动类与 SpringBoot 启动类

需求：需要在 SpringBoot 项目启动时，自动启动 Netty 的 WebSocket 服务，监听指定端口（8081）

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.http.HttpObjectAggregator;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketServerProtocolHandler;
import io.netty.handler.stream.ChunkedWriteHandler;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/**
Netty WebSocket 服务端*/
@Configurationpublic
class NettyWebSocketServer {
@Autowired
private WebSocketHandler coordinationSocketHandler;
public void start() throws Exception {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap sb = new ServerBootstrap();
sb.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024);
sb.group(group, bossGroup) // 绑定线程池
.channel(NioServerSocketChannel.class) // 指定使用的channel
.localAddress(8004)// 绑定监听端口
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // 绑定客户端连接时候触发操作
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//websocket协议本身是基于http协议的，所以这边也要使用http解编码器
ch.pipeline().addLast(new HttpServerCodec());
//以块的方式来写的处理器
ch.pipeline().addLast(new ChunkedWriteHandler());
ch.pipeline().addLast(new HttpObjectAggregator(8192));
ch.pipeline().addLast(new WebSocketServerProtocolHandler("/ws", "WebSocket", true, 65536 * 10));
ch.pipeline().addLast(coordinationSocketHandler);//自定义消息处理类
}
});
ChannelFuture cf = sb.bind().sync(); // 服务器异步创建绑定
cf.channel().closeFuture().sync(); // 关闭服务器通道
} finally {
group.shutdownGracefully().sync(); // 释放线程池资源
bossGroup.shutdownGracefully().sync();
}
}
}

• @PostConstruct 和 @PreDestroy：Spring 的注解，分别在项目启动后和销毁前执行，实现 Netty 服务的自动启停
• EventLoopGroup 线程组：bossGroup 负责接收连接，workerGroup 负责处理读写，是 Netty 高性能的核心
• 通道处理器链：按顺序添加处理器，WebSocket 基于 HTTP 握手，所以先添加 HTTP 相关处理器，最后添加自定义处理器

import com.qcby.springboot.commun.NettyWebSocketServer;
import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
@MapperScan("com.qcby.springboot.dao")
public class Application implements CommandLineRunner {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}

@Autowired
private NettyWebSocketServer nettyServer;
@Override
public void run(String… args) throws Exception {
nettyServer.start();
}

}

四、Vue前端开发

4.1 编辑模版template

<template>
<div class="container">
<h2>WebRTC 视频聊天</h2>

<!– 1. 用户ID输入与连接服务器区域 –>
<div class="input-group">
<input
v-model="userId"
placeholder="输入你的用户ID（如user1）"
type="text"
/>
<button @click="connect">连接服务器</button>
</div>

<!– 2. 呼叫功能区域（仅连接成功后显示） –>
<div class="input-group" v-if="socketConnected">
<input
v-model="targetUserId"
placeholder="输入对方用户ID（如user2）"
type="text"
/>
<button @click="call">发起视频呼叫</button>
</div>

<!– 3. 视频展示区域 –>
<div class="video-container">
<div class="video-item">
<p>本地视频</p>
<!– muted：本地视频静音，避免回声；autoplay：自动播放 –>
<video ref="localVideo" autoplay muted></video>
</div>
<div class="video-item">
<p>远程视频</p>
<video ref="remoteVideo" autoplay></video>
</div>
</div>
</div>

</template>
<style scoped>
/* 全局容器：居中+固定宽度，避免页面太宽/太窄 */
.container {
width: 900px;
margin: 20px auto;
text-align: center;
font-family: "Microsoft YaHei", sans-serif;
}

/* 输入框+按钮组样式：统一间距和样式 */
.input-group {
margin: 25px 0;
}
input {
padding: 10px 15px;
width: 220px;
margin-right: 10px;
border: 1px solid #ddd;
border-radius: 4px;
font-size: 14px;
}
button {
padding: 10px 20px;
background: #42b983;
color: white;
border: none;
border-radius: 4px;
cursor: pointer;
font-size: 14px;
}
button:hover {
background: #359469; /* 鼠标悬浮变色，提升交互体验 */
}

/* 视频容器：并排展示两个视频 */
.video-container {
display: flex;
justify-content: center;
gap: 30px;
margin-top: 30px;
}
.video-item {
text-align: center;
}
.video-item p {
margin-bottom: 8px;
font-size: 16px;
color: #333;
}
/* 视频标签样式：固定尺寸，加边框，提升美观度 */
video {
width: 400px;
height: 300px;
border: 1px solid #ccc;
border-radius: 8px;
background-color: #f5f5f5; /* 未加载流时显示浅灰色背景 */
}
</style>

4.2 编写核心脚本（script setup），实现交互逻辑

步骤 1：导入依赖 + 定义基础变量

<script setup>
// 1. 导入 Vue 内置的响应式变量和生命周期钩子
import { ref, onUnmounted } from 'vue';

// 2. 定义响应式变量（页面上用到的动态数据）
const userId = ref(''); // 本地用户ID
const targetUserId = ref(''); // 对方用户ID
const socketConnected = ref(false); // WebSocket连接状态（控制呼叫区域显示）

// 3. 定义视频DOM引用（用于绑定音视频流）
const localVideo = ref(null); // 本地视频DOM
const remoteVideo = ref(null); // 远程视频DOM

// 4. 定义非响应式全局变量（仅脚本内使用，无需页面响应）
let socket = null; // WebSocket实例
let peerConnection = null; // WebRTC核心实例
let localStream = null; // 本地音视频流（用于后续停止流）
</script>

• ref：创建响应式变量，变量值变化时，页面会自动更新（比如 socketConnected 变为 true，呼叫区域会显示）；

• onUnmounted：页面销毁时执行的钩子，用于清理资源（避免内存泄漏）；

• localStream：额外定义本地流变量，方便后续 “挂断” 时停止摄像头 / 麦克风。

步骤 2：配置 STUN 服务器 + 编写 WebSocket 连接函数

<script setup>
// （接上一步代码）

// 5. 配置 STUN 服务器（WebRTC 必需，用于获取公网ICE候选）
const iceServers = {
iceServers: [
{ urls: 'stun:stun.l.google.com:19302' }, // 谷歌免费STUN（需外网）
{ urls: 'stun:stun.qq.com:3478' }, // 腾讯免费STUN（国内更稳定）
{ urls: 'stun:stun.aliyun.com:3478' } // 阿里云免费STUN（备用）
]
};

// 6. 连接 WebSocket 服务器函数（点击“连接服务器”按钮触发）
const connect = () => {
// 校验：用户ID不能为空
if (!userId.value.trim()) {
alert('请输入你的用户ID！（不能为空/仅空格）');
return;
}

// 创建 WebSocket 连接（Netty服务端地址：ws://localhost:8081/ws）
// 注意：如果服务端部署在其他机器，需替换为对应IP（如 ws://192.168.1.100:8081/ws）
socket = new WebSocket(`ws://localhost:8081/ws`);

// 6.1 连接成功回调
socket.onopen = () => {
console.log('✅ WebSocket连接成功');
socketConnected.value = true; // 更新连接状态，显示呼叫区域
// 发送注册消息：告诉服务端“我上线了”
sendMessage({
type: 'register',
from: userId.value,
to: '',
data: ''
});
};

// 6.2 接收服务端消息回调（核心：处理转发的信令）
socket.onmessage = (e) => {
try {
const message = JSON.parse(e.data); // 解析JSON消息
console.log('📥 收到服务端消息：', message);
handleMessage(message); // 专门处理消息的函数（后续定义）
} catch (err) {
console.error('❌ 消息解析失败：', err);
}
};

// 6.3 连接关闭回调
socket.onclose = () => {
console.log('❌ WebSocket连接关闭');
socketConnected.value = false; // 更新连接状态，隐藏呼叫区域
};

// 6.4 连接错误回调
socket.onerror = (err) => {
console.error('❌ WebSocket连接错误：', err);
socketConnected.value = false;
alert('连接服务器失败！请检查服务端是否启动，端口是否正确。');
};
};
</script>

• STUN 服务器：必须配置，否则内网设备无法找到彼此的网络地址，导致视频无法连接；

• trim()：去除用户 ID 前后空格，避免用户输入空字符 / 仅空格；

• try-catch：防止服务端返回非 JSON 格式消息，导致脚本崩溃；

• WebSocket 地址：ws:// 对应 HTTP，wss:// 对应 HTTPS，本地测试用 ws:// 即可。

步骤3：编写通用消息发送函数

<script setup>
// （接上一步代码）

// 7. 通用发送WebSocket消息函数（复用，避免重复代码）
const sendMessage = (message) => {
// 校验：WebSocket必须处于打开状态
if (socket && socket.readyState === WebSocket.OPEN) {
socket.send(JSON.stringify(message)); // 转为JSON字符串发送
console.log('📤 发送消息：', message);
} else {
console.error('❌ WebSocket未连接，无法发送消息');
alert('未连接服务器，请先点击“连接服务器”！');
}
};
</script>

• WebSocket.OPEN：状态码为 1，表示连接已打开；其他状态（0 = 连接中，2 = 关闭中，3 = 已关闭）都无法发送消息；

• 封装成通用函数：后续发送 call/answer/ice 消息时，直接调用即可，减少重复代码。

步骤 4：编写消息处理函数

<script setup>
// （接上一步代码）

// 8. 处理收到的信令消息
const handleMessage = async (message) => {
switch (message.type) {
case 'call':
// 收到呼叫请求：自动应答（实际项目可加“是否接听”弹窗）
await answerCall(message);
break;
case 'answer':
// 收到应答消息：设置远程SDP
await setRemoteSDP(message.data);
break;
case 'ice':
// 收到ICE候选：添加到PeerConnection
await addIceCandidate(message.data);
break;
default:
console.log('📌 未知消息类型：', message.type);
}
};
</script>

要点：

• 按消息类型分支处理：对应服务端的 register/call/answer/ice 四种类型；
• async/await：后续操作（如设置 SDP）是异步的，需等待完成，避免报错。

步骤 5：编写 WebRTC 核心函数

<script setup>
// （接上一步代码）

// 9. 初始化 PeerConnection（WebRTC核心，复用函数）
const initPeerConnection = async () => {
// 如果已有PeerConnection，先关闭（避免重复创建）
if (peerConnection) {
peerConnection.close();
}
// 创建PeerConnection实例（传入STUN服务器配置）
peerConnection = new RTCPeerConnection(iceServers);

// 9.1 监听ICE候选生成事件（本地网络地址）
peerConnection.onicecandidate = (e) => {
if (e.candidate) {
// 发送ICE候选给对方
sendMessage({
type: 'ice',
from: userId.value,
to: targetUserId.value,
data: JSON.stringify(e.candidate)
});
}
};

// 9.2 监听远程音视频流到达事件（关键：显示对方视频）
peerConnection.ontrack = (e) => {
// 将远程流绑定到远程视频DOM
remoteVideo.value.srcObject = e.streams[0];
console.log('🎥 收到远程音视频流');
};
};

// 10. 发起视频呼叫函数（点击“发起视频呼叫”按钮触发）
const call = async () => {
// 校验：对方ID不能为空
if (!targetUserId.value.trim()) {
alert('请输入对方用户ID！');
return;
}

try {
// 初始化PeerConnection
await initPeerConnection();
// 获取本地音视频流（请求摄像头/麦克风权限）
localStream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({
video: true, // 开启视频
audio: true // 开启音频
});
// 将本地流绑定到本地视频DOM
localVideo.value.srcObject = localStream;
// 将音视频轨道添加到PeerConnection（传给对方）
localStream.getTracks().forEach(track => {
peerConnection.addTrack(track, localStream);
});

// 创建SDP提议（offer）：包含本地音视频配置
const offer = await peerConnection.createOffer();
// 设置本地SDP
await peerConnection.setLocalDescription(offer);
// 发送呼叫信令（含SDP offer）给对方
sendMessage({
type: 'call',
from: userId.value,
to: targetUserId.value,
data: JSON.stringify(offer)
});
console.log('📞 发起视频呼叫：', targetUserId.value);
} catch (err) {
console.error('❌ 发起呼叫失败：', err);
alert('发起呼叫失败！请检查摄像头/麦克风权限，或是否已连接服务器。');
}
};

// 11. 应答呼叫请求函数
const answerCall = async (message) => {
// 记录呼叫方ID（后续发送应答/ICE消息需要）
targetUserId.value = message.from;
try {
// 初始化PeerConnection
await initPeerConnection();
// 获取本地音视频流
localStream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({
video: true,
audio: true
});
localVideo.value.srcObject = localStream;
localStream.getTracks().forEach(track => {
peerConnection.addTrack(track, localStream);
});

// 设置远程SDP（呼叫方的offer）
await peerConnection.setRemoteDescription(JSON.parse(message.data));
// 创建SDP应答（answer）
const answer = await peerConnection.createAnswer();
// 设置本地SDP
await peerConnection.setLocalDescription(answer);
// 发送应答信令给呼叫方
sendMessage({
type: 'answer',
from: userId.value,
to: targetUserId.value,
data: JSON.stringify(answer)
});
console.log('📞 应答视频呼叫：', targetUserId.value);
} catch (err) {
console.error('❌ 应答呼叫失败：', err);
alert('应答呼叫失败！');
}
};

// 12. 设置远程SDP函数
const setRemoteSDP = async (sdpStr) => {
try {
const sdp = JSON.parse(sdpStr);
await peerConnection.setRemoteDescription(new RTCSessionDescription(sdp));
console.log('✅ 设置远程SDP成功');
} catch (err) {
console.error('❌ 设置远程SDP失败：', err);
}
};

// 13. 添加ICE候选函数
const addIceCandidate = async (iceStr) => {
try {
const ice = JSON.parse(iceStr);
await peerConnection.addIceCandidate(new RTCIceCandidate(ice));
console.log('✅ 添加ICE候选成功');
} catch (err) {
console.error('❌ 添加ICE候选失败：', err);
}
};
</script>

• getUserMedia：浏览器原生 API，请求音视频权限，返回本地流；如果用户拒绝权限，会抛出错误，所以用 try-catch 包裹；

• PeerConnection：WebRTC 的核心对象，负责协商连接、传输音视频流；

• ontrack 事件：对方的音视频流到达时触发，将流绑定到 remoteVideo 即可显示对方画面；

• onicecandidate 事件：本地生成网络地址（ICE 候选）时触发，发送给对方，双方才能建立 P2P 连接。

步骤6：编写资源清理函数

<script setup>
// （接上一步代码）

// 14. 页面销毁时清理资源（避免内存泄漏/设备占用）
onUnmounted(() => {
// 关闭WebSocket连接
if (socket) {
socket.close();
console.log('🔌 关闭WebSocket连接');
}
// 关闭PeerConnection
if (peerConnection) {
peerConnection.close();
console.log('🔌 关闭PeerConnection');
}
// 停止本地音视频流（释放摄像头/麦克风）
if (localStream) {
localStream.getTracks().forEach(track => {
track.stop();
console.log('🔇 停止本地音视频流');
});
}
});
</script>

• 必须停止本地流：否则页面关闭后，摄像头 / 麦克风仍会被占用（浏览器标签栏会显示摄像头图标）；

• onUnmounted：Vue3 的生命周期钩子，页面销毁时自动执行，确保资源全部清理。

4.3 补充 “挂断” 功能

在 video-container 上方添加：

<!– 挂断按钮（仅连接成功且有远程流时显示） –>
<div class="input-group" v-if="socketConnected && remoteVideo.value?.srcObject">
<button @click="hangUp" style="background: #e53935;">挂断通话</button>
</div>

脚本添加挂断函数

<script setup>
// （添加在 initPeerConnection 之后）

// 15. 挂断通话函数
const hangUp = () => {
// 停止本地流
if (localStream) {
localStream.getTracks().forEach(track => track.stop());
localVideo.value.srcObject = null; // 清空本地视频
}
// 清空远程视频
if (remoteVideo.value) {
remoteVideo.value.srcObject = null;
}
// 关闭PeerConnection
if (peerConnection) {
peerConnection.close();
peerConnection = null;
}
// 重置目标用户ID
targetUserId.value = '';
console.log('📞 挂断通话');
alert('已挂断通话！');
};
</script>