使用純Java實現一個WebSSH項目的示例代碼
最近由于項目需求，項目中需要實現一個WebSSH連接終端的功能，由于自己第一次做這類型功能，所以首先上了GitHub找了找有沒有現成的輪子可以拿來直接用，當時看到了很多這方面的項目，例如：GateOne、webssh、shellinabox等，這些項目都可以很好地實現webssh的功能，但是最終并沒有采用，原因是在于這些底層大都是python寫的，需要依賴很多文件，自己用的時候可以使用這種方案，快捷省事，但是做到項目中供用戶使用時，總不能要求用戶做到服務器中必須包含這些底層依賴，這顯然不太合理，所以我決定自己動手寫一個WebSSH的功能，并且作為一個獨立的項目開源出來。
github項目開源地址： https://github.com/NoCortY/WebSSH
技術選型
由于webssh需要實時數據交互，所以會選用長連接的WebSocket，為了開發的方便，框架選用SpringBoot，另外還自己了解了Java用戶連接ssh的jsch和實現前端shell頁面的xterm.js.
所以，最終的技術選型就是 SpringBoot+Websocket+jsch+xterm.js。
導入依賴
<parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.1.7.RELEASE</version> <relativePath /> <!-- lookup parent from repository --></parent><dependencies> <!-- Web相關 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <!-- jsch支持 --> <dependency> <groupId>com.jcraft</groupId> <artifactId>jsch</artifactId> <version>0.1.54</version> </dependency> <!-- WebSocket 支持 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId> </dependency> <!-- 文件上傳解析器 --> <dependency> <groupId>commons-io</groupId> <artifactId>commons-io</artifactId> <version>1.4</version> </dependency> <dependency> <groupId>commons-fileupload</groupId> <artifactId>commons-fileupload</artifactId> <version>1.3.1</version> </dependency></dependencies>
一個簡單的xterm案例
由于xterm是一個冷門技術，所以很多同學并沒有這方面的知識支撐，我也是為了實現這個功能所以臨時學的，所以在這給大家介紹一下。
xterm.js是一個基于WebSocket的容器，它可以幫助我們在前端實現命令行的樣式。就像是我們平常再用SecureCRT或者XShell連接服務器時一樣。
下面是官網上的入門案例：
<!doctype html> <html> <head> <link rel='stylesheet' href='http://www.aoyou183.cn/bcjs/node_modules/xterm/css/xterm.css' rel='external nofollow' /> <script src='http://www.aoyou183.cn/bcjs/node_modules/xterm/lib/xterm.js'></script> </head> <body> <div id='terminal'></div> <script> var term = new Terminal(); term.open(document.getElementById(’terminal’)); term.write(’Hello from x1B[1;3;31mxterm.jsx1B[0m $ ’) </script> </body> </html>
最終測試，頁面就是下面這個樣子：
可以看到頁面已經出現了類似與shell的樣式，那就根據這個繼續深入，實現一個webssh。
后端實現
由于xterm只要只是實現了前端的樣式，并不能真正地實現與服務器交互，與服務器交互主要還是靠我們Java后端來進行控制的，所以我們從后端開始，使用jsch+websocket實現這部分內容。
WebSocket配置
由于消息實時推送到前端需要用到WebSocket，不了解WebSocket的同學可以先去自行了解一下，這里就不過多介紹了，我們直接開始進行WebSocket的配置。
/*** @Description: websocket配置* @Author: NoCortY* @Date: 2020/3/8*/@Configuration@EnableWebSocketpublic class WebSSHWebSocketConfig implements WebSocketConfigurer{ @Autowired WebSSHWebSocketHandler webSSHWebSocketHandler; @Override public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry webSocketHandlerRegistry) { //socket通道 //指定處理器和路徑，并設置跨域 webSocketHandlerRegistry.addHandler(webSSHWebSocketHandler, '/webssh') .addInterceptors(new WebSocketInterceptor()) .setAllowedOrigins('*'); }}
處理器(Handler)和攔截器(Interceptor)的實現
剛才我們完成了WebSocket的配置，并指定了一個處理器和攔截器。所以接下來就是處理器和攔截器的實現。
攔截器：
public class WebSocketInterceptor implements HandshakeInterceptor { /** * @Description: Handler處理前調用 * @Param: [serverHttpRequest, serverHttpResponse, webSocketHandler, map] * @return: boolean * @Author: NoCortY * @Date: 2020/3/1 */ @Override public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest serverHttpRequest, ServerHttpResponse serverHttpResponse, WebSocketHandler webSocketHandler, Map<String, Object> map) throws Exception { if (serverHttpRequest instanceof ServletServerHttpRequest) { ServletServerHttpRequest request = (ServletServerHttpRequest) serverHttpRequest; //生成一個UUID，這里由于是獨立的項目，沒有用戶模塊，所以可以用隨機的UUID //但是如果要集成到自己的項目中，需要將其改為自己識別用戶的標識 String uuid = UUID.randomUUID().toString().replace('-',''); //將uuid放到websocketsession中 map.put(ConstantPool.USER_UUID_KEY, uuid); return true; } else { return false; } } @Override public void afterHandshake(ServerHttpRequest serverHttpRequest, ServerHttpResponse serverHttpResponse, WebSocketHandler webSocketHandler, Exception e) { }}
處理器：
/*** @Description: WebSSH的WebSocket處理器* @Author: NoCortY* @Date: 2020/3/8*/@Componentpublic class WebSSHWebSocketHandler implements WebSocketHandler{ @Autowired private WebSSHService webSSHService; private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebSSHWebSocketHandler.class); /** * @Description: 用戶連接上WebSocket的回調 * @Param: [webSocketSession] * @return: void * @Author: Object * @Date: 2020/3/8 */ @Override public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession webSocketSession) throws Exception { logger.info('用戶:{},連接WebSSH', webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY)); //調用初始化連接 webSSHService.initConnection(webSocketSession); } /** * @Description: 收到消息的回調 * @Param: [webSocketSession, webSocketMessage] * @return: void * @Author: NoCortY * @Date: 2020/3/8 */ @Override public void handleMessage(WebSocketSession webSocketSession, WebSocketMessage<?> webSocketMessage) throws Exception { if (webSocketMessage instanceof TextMessage) { logger.info('用戶:{},發送命令:{}', webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY), webSocketMessage.toString()); //調用service接收消息 webSSHService.recvHandle(((TextMessage) webSocketMessage).getPayload(), webSocketSession); } else if (webSocketMessage instanceof BinaryMessage) { } else if (webSocketMessage instanceof PongMessage) { } else { System.out.println('Unexpected WebSocket message type: ' + webSocketMessage); } } /** * @Description: 出現錯誤的回調 * @Param: [webSocketSession, throwable] * @return: void * @Author: Object * @Date: 2020/3/8 */ @Override public void handleTransportError(WebSocketSession webSocketSession, Throwable throwable) throws Exception { logger.error('數據傳輸錯誤'); } /** * @Description: 連接關閉的回調 * @Param: [webSocketSession, closeStatus] * @return: void * @Author: NoCortY * @Date: 2020/3/8 */ @Override public void afterConnectionClosed(WebSocketSession webSocketSession, CloseStatus closeStatus) throws Exception { logger.info('用戶:{}斷開webssh連接', String.valueOf(webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY))); //調用service關閉連接 webSSHService.close(webSocketSession); } @Override public boolean supportsPartialMessages() { return false; }}
需要注意的是，我在攔截器中加入的用戶標識是使用了 隨機的UUID ，這是因為作為一個獨立的websocket項目，沒有用戶模塊，如果需要將這個項目集成到自己的項目中，需要修改這部分代碼，將其改為自己項目中識別一個用戶所用的用戶標識。
WebSSH的業務邏輯實現（核心）
剛才我們實現了websocket的配置，都是一些死代碼，實現了接口再根據自身需求即可實現，現在我們將進行后端主要業務邏輯的實現，在實現這個邏輯之前，我們先來想想，WebSSH，我們主要想要呈現一個什么效果。
我這里做了一個總結：
1.首先我們得先連接上終端（初始化連接）2.其次我們的服務端需要處理來自前端的消息（接收并處理前端消息）3.我們需要將終端返回的消息回寫到前端（數據回寫前端）4.關閉連接
根據這四個需求，我們先定義一個接口，這樣可以讓需求明了起來。
/** * @Description: WebSSH的業務邏輯 * @Author: NoCortY * @Date: 2020/3/7 */public interface WebSSHService { /** * @Description: 初始化ssh連接 * @Param: * @return: * @Author: NoCortY * @Date: 2020/3/7 */ public void initConnection(WebSocketSession session); /** * @Description: 處理客戶段發的數據 * @Param: * @return: * @Author: NoCortY * @Date: 2020/3/7 */ public void recvHandle(String buffer, WebSocketSession session); /** * @Description: 數據寫回前端 for websocket * @Param: * @return: * @Author: NoCortY * @Date: 2020/3/7 */ public void sendMessage(WebSocketSession session, byte[] buffer) throws IOException; /** * @Description: 關閉連接 * @Param: * @return: * @Author: NoCortY * @Date: 2020/3/7 */ public void close(WebSocketSession session);}
現在我們可以根據這個接口去實現我們定義的功能了。
初始化連接
由于我們的底層是依賴jsch實現的，所以這里是需要使用jsch去建立連接的。而所謂初始化連接，實際上就是將我們所需要的連接信息，保存在一個Map中，這里并不進行任何的真實連接操作。為什么這里不直接進行連接？因為這里前端只是連接上了WebSocket，但是我們還需要前端給我們發來linux終端的用戶名和密碼，沒有這些信息，我們是無法進行連接的。
public void initConnection(WebSocketSession session) { JSch jSch = new JSch(); SSHConnectInfo sshConnectInfo = new SSHConnectInfo(); sshConnectInfo.setjSch(jSch); sshConnectInfo.setWebSocketSession(session); String uuid = String.valueOf(session.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY)); //將這個ssh連接信息放入map中 sshMap.put(uuid, sshConnectInfo);}
處理客戶端發送的數據
在這一步驟中，我們會分為兩個分支。
第一個分支：如果客戶端發來的是終端的用戶名和密碼等信息，那么我們進行終端的連接。
第二個分支：如果客戶端發來的是操作終端的命令，那么我們就直接轉發到終端并且獲取終端的執行結果。
具體代碼實現：
public void recvHandle(String buffer, WebSocketSession session) { ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper(); WebSSHData webSSHData = null; try { //轉換前端發送的JSON webSSHData = objectMapper.readValue(buffer, WebSSHData.class); } catch (IOException e) { logger.error('Json轉換異常'); logger.error('異常信息:{}', e.getMessage()); return; } //獲取剛才設置的隨機的uuid String userId = String.valueOf(session.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY)); if (ConstantPool.WEBSSH_OPERATE_CONNECT.equals(webSSHData.getOperate())) { //如果是連接請求 //找到剛才存儲的ssh連接對象 SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId); //啟動線程異步處理 WebSSHData finalWebSSHData = webSSHData; executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { try { //連接到終端 connectToSSH(sshConnectInfo, finalWebSSHData, session); } catch (JSchException | IOException e) { logger.error('webssh連接異常'); logger.error('異常信息:{}', e.getMessage()); close(session); } } }); } else if (ConstantPool.WEBSSH_OPERATE_COMMAND.equals(webSSHData.getOperate())) { //如果是發送命令的請求 String command = webSSHData.getCommand(); SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId); if (sshConnectInfo != null) { try { //發送命令到終端 transToSSH(sshConnectInfo.getChannel(), command); } catch (IOException e) { logger.error('webssh連接異常'); logger.error('異常信息:{}', e.getMessage()); close(session); } } } else { logger.error('不支持的操作'); close(session); }}
數據通過websocket發送到前端
public void sendMessage(WebSocketSession session, byte[] buffer) throws IOException { session.sendMessage(new TextMessage(buffer));}
關閉連接
public void close(WebSocketSession session) { //獲取隨機生成的uuid String userId = String.valueOf(session.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY)); SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId); if (sshConnectInfo != null) { //斷開連接 if (sshConnectInfo.getChannel() != null) sshConnectInfo.getChannel().disconnect(); //map中移除該ssh連接信息 sshMap.remove(userId); }}
至此，我們的整個后端實現就結束了，由于篇幅有限，這里將一些操作封裝成了方法，就不做過多展示了，重點講邏輯實現的思路吧。接下來我們將進行前端的實現。
前端實現
前端工作主要分為這么幾個步驟：
頁面的實現 連接WebSocket并完成數據的接收并回寫 數據的發送所以我們一步一步來實現它。
頁面實現
頁面的實現很簡單，我們只不過需要在一整個屏幕上都顯示終端那種大黑屏幕，所以我們并不用寫什么樣式，只需要創建一個div，之后將terminal實例通過xterm放到這個div中，就可以實現了。
<!doctype html><html><head> <title>WebSSH</title> <link rel='stylesheet' href='http://www.aoyou183.cn/css/xterm.css' rel='external nofollow' /></head><body><div style='width: 100%;height: 100%'></div><script src='http://www.aoyou183.cn/lib/jquery-3.4.1/jquery-3.4.1.min.js'></script><script src='http://www.aoyou183.cn/js/xterm.js' charset='utf-8'></script><script src='http://www.aoyou183.cn/js/webssh.js' charset='utf-8'></script><script src='http://www.aoyou183.cn/js/base64.js' charset='utf-8'></script></body></html>
連接WebSocket并完成數據的發送、接收、回寫
openTerminal( { //這里的內容可以寫死，但是要整合到項目中時，需要通過參數的方式傳入，可以動態連接某個終端。 operate:’connect’, host: ’ip地址’, port: ’端口號’, username: ’用戶名’, password: ’密碼’ }); function openTerminal(options){ var client = new WSSHClient(); var term = new Terminal({ cols: 97, rows: 37, cursorBlink: true, // 光標閃爍 cursorStyle: 'block', // 光標樣式 null | ’block’ | ’underline’ | ’bar’ scrollback: 800, //回滾 tabStopWidth: 8, //制表寬度 screenKeys: true }); term.on(’data’, function (data) { //鍵盤輸入時的回調函數 client.sendClientData(data); }); term.open(document.getElementById(’terminal’)); //在頁面上顯示連接中... term.write(’Connecting...’); //執行連接操作 client.connect({ onError: function (error) { //連接失敗回調 term.write(’Error: ’ + error + ’rn’); }, onConnect: function () { //連接成功回調 client.sendInitData(options); }, onClose: function () { //連接關閉回調 term.write('rconnection closed'); }, onData: function (data) { //收到數據時回調 term.write(data); } }); }
效果展示
連接
連接成功
命令操作
ls命令：
vim編輯器:
top命令：
結語
這樣我們就完成了一個webssh項目的實現，沒有依賴其它任何的組件，后端完全使用Java實現，由于用了SpringBoot，非常容易部署。
但是，我們還可以對這個項目進行擴展，比如新增上傳或下載文件，就像Xftp一樣，可以很方便地拖拽式上傳下載文件。
這個項目之后我會持續更新，上述功能也會慢慢實現，Github： https://github.com/NoCortY/WebSSH
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