阎逼 发表于 2025-6-6 09:38:54

一站式消息管理器

一站式的消息管理器

在网络应用中,消息处理是必不可少的,该文章主要简单介绍一款简单的消息管理器的实现,其具备以下功能:

[*]提供多种消息序列化和反序列化方式,目前支持JDK、ProtoStuff以及JSON,提供其他自定义的序列化/反序列化器插口。
[*]提供多种消息加密/解密,目前支持对称加密:AES、不对称加密:RSA、不可逆散列加密:MD5以及Base64的转化并且提供自定义的加密/解密器插口。
[*]提供简单方便的消息构造,支持链式构造。
[*]支持创建可复用的流程化消息发送器和接收器、可以完成从消息发布、消息格式化、消息序列化/反序列化,消息加密/解密的流程处理,并且发送器和接收器支持序列化保存。
首先需要引入依赖:
<dependency>
      <groupId>io.protostuff</groupId>
      protostuff-core</artifactId>
      <version>1.6.0</version>
</dependency>
<dependency>
      <groupId>io.protostuff</groupId>
      protostuff-runtime</artifactId>
      <version>1.6.0</version>
</dependency>
<dependency>
      <groupId>com.google.code.gson</groupId>
      gson</artifactId>
      <version>2.8.5</version>
</dependency>然后直接拷贝源码
import com.google.gson.*;
import io.protostuff.LinkedBuffer;
import io.protostuff.ProtostuffIOUtil;
import io.protostuff.Schema;
import io.protostuff.runtime.RuntimeSchema;
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.*;
import java.lang.reflect.Type;
import java.math.BigInteger;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.*;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
* 提供一站式的消息处理
*
* @author JingGe(* ^ ▽ ^ *)
* @date 2023-03-24 15:53
* @email 1158055613@qq.com
*/
public class MessageManager {
    /*=================消息序列化/反序列化器=================>*/
    private static final Gson GSON = new GsonBuilder()
            .enableComplexMapKeySerialization()
            .setDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
            .registerTypeAdapter(Class.class, new ClassCodec())
            .create();
    public static final MessageSerializer<String> JSON_SERIALIZER = GSON::toJson;
    public static final MessageDeserializer<Object> JSON_DESERIALIZER = (source, type) -> GSON.fromJson(new String(source, StandardCharsets.UTF_8), type);
    public static final MessageSerializer<byte[]> PROTO_STUFF_SERIALIZER = ProtoStuffUtil::serialize;
    public static final MessageDeserializer<Object> PROTO_STUFF_DESERIALIZER = ProtoStuffUtil::deserialize;
    public static final MessageSerializer<byte[]> JDK_SERIALIZER = source -> {
      ByteArrayOutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();
      try {
            ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(stream);
            outputStream.writeObject(source);
      } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
      }

      return stream.toByteArray();
    };
    public static final MessageDeserializer<Object> JDK_DESERIALIZER = (source, type) -> {
      ByteArrayInputStream stream = new ByteArrayInputStream(source);
      try {
            ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(stream);
            return (Serializable) inputStream.readObject();
      } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
      }
      return null;
    };

    public interface MessageSerializer<T> {
      T serialize(Object source);
    }

    public interface MessageDeserializer<T> {
      T deserialize(byte[] source, Class<T> type);
    }
    /*=======================Finished======================<*/

    /*=================加密/解密器=================>*/
    public static final Encryptor<Object> NO_ENCRYPTOR = (source, key) -> source;
    public static final Decipher<Object> NO_DECIPHER = (source, key) -> source;
    public static final Encryptor<byte[]> AES_ENCRYPTOR = (source, key) -> {
      try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(bytes(key, Charset.defaultCharset(), "密钥只能是byte array或者String"), "AES"));
            return cipher.doFinal(source);
      } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
      }
      return null;
    };
    public static final Decipher<byte[]> AES_DECIPHER = (source, key) -> {
      try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(bytes(key, Charset.defaultCharset(), "密钥只能是byte array或者String"), "AES"));
            return cipher.doFinal(source);
      } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
      }
      return null;
    };
    public static final RSAEncryptor RSA_ENCRYPTOR = new RSAEncryptor();
    public static final RSADecipher RSA_DECIPHER = new RSADecipher();

    public static final MD5Encryptor MD5_ENCRYPTOR = new MD5Encryptor();

    public static final Encryptor<String> BASE64_ENCRYPTOR = (source, key) -> {
      BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
      return encoder.encode(source);
    };
    public static final Decipher<byte[]> BASE64_DECIPHER = (source, key) -> {
      try {
            BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
            return decoder.decodeBuffer(new String(source));
      } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
      }
      return null;
    };

    public static class RSAEncryptor implements Encryptor<byte[]> {

      @Override
      public byte[] encrypt(byte[] source, Object publicKey) {
            try {
                PublicKey key = null;
                if (publicKey instanceof PublicKey) {
                  key = (PublicKey) publicKey;
                } else {
                  byte[] content = bytes(publicKey, Charset.defaultCharset(), "密钥格式异常:" + publicKey
                            .getClass()
                            .getName());
                  X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(content);
                  KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
                  key = keyFactory.generatePublic(keySpec);
                  ;
                }
                Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
                cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
                return cipher.doFinal(source);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
      }

      public KeyPair generateKeyPair(int keySize) {
            try {
                keySize = keySize <= 0 ? 2048 : keySize;
                KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
                keyPairGenerator.initialize(keySize);
                return keyPairGenerator.generateKeyPair();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
      }


    }

    public static class RSADecipher implements Decipher<byte[]> {
      @Override
      public byte[] decrypt(byte[] source, Object privateKey) {
            try {
                PrivateKey key = null;
                if (privateKey instanceof PrivateKey) {
                  key = (PrivateKey) privateKey;
                } else {
                  byte[] content = bytes(privateKey, Charset.defaultCharset(), "密钥格式异常:" + privateKey
                            .getClass()
                            .getName());
                  PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(content);
                  KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
                  key = keyFactory.generatePrivate(keySpec);
                }
                Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
                cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
                return cipher.doFinal(source);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
      }
    }

    public static class MD5Encryptor implements Encryptor<String> {
      @Override
      public String encrypt(byte[] source, Object saltKey) {
            byte[] key = bytes(saltKey, Charset.defaultCharset(), "密钥只能是String或byte array");
            byte[] content = new byte;
            System.arraycopy(source, 0, content, 0, source.length);
            System.arraycopy(key, 0, content, source.length, key.length);
            byte[] res;
            try {
                MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("md5");
                res = messageDigest.digest(messageDigest.digest(content));
                if (res != null) {
                  StringBuilder md5code = new StringBuilder(new BigInteger(1, res).toString(16));
                  for (int i = 0; i < 32 - md5code.length(); i++) {
                        md5code.insert(0, "0");
                  }
                  return md5code.toString();
                }
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
      }
    }

    public interface Encryptor<T> {
      T encrypt(byte[] source, Object key);
    }

    public interface Decipher<T> {
      T decrypt(byte[] source, Object key);
    }
    /*=======================Finished======================<*/

    /*=================消息格式化器=================>*/


    public interface MessageFormatter<T> {
      void format(T msg);
    }
    /*=======================Finished======================<*/

    public static MessageBuilder newMessageBuilder() {
      return new MessageBuilder();
    }

    public static <T> MessageSenderWrapper<T> newMessageSenderWrapper(MessageSender<T> sender) {
      return new MessageSenderWrapper<>(sender);
    }

    public static <T> MessageReceiverWrapper<T> newMessageReceiverBuilder(MessageReceiver<T> receiver) {
      return new MessageReceiverWrapper<>(receiver);
    }

    public static <R> R getMessage(Object msg, MessageSerializer<R> serializer) {
      return serializer.serialize(msg);
    }

    public static <R> R encryptMessage(byte[] msg, byte[] key, Encryptor<R> encryptor) {
      return encryptor.encrypt(msg, key);
    }

    public static <R> R decryptMessage(byte[] msg, byte[] key, Decipher<R> decipher) {
      return decipher.decrypt(msg, key);
    }

    public static String convert2Base64(byte[] msg) {
      return BASE64_ENCRYPTOR.encrypt(msg, null);
    }

    public static byte[] base642Bytes(String base64) {
      return BASE64_DECIPHER.decrypt(base64.getBytes(), null);
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> T fromMessage(byte[] msg, Class<T> type, MessageDeserializer<Object> deserializer) {
      return (T) deserializer.deserialize(msg, (Class<Object>) type);
    }

    public static Map<String, Object> wrapper2Map(Code code, String message, Object data) {
      Map<String, Object> msg = new HashMap<>();
      msg.put("code", code.flag);
      msg.put("message", message);
      msg.put("data", data);
      return msg;
    }

    public static String getJsonMessage(Code code, String message, Object data) {
      return getMessage(wrapper2Map(code, message, data), JSON_SERIALIZER);
    }

    public static String getJsonMessage(Code code, String message) {
      return getMessage(wrapper2Map(code, message, null), JSON_SERIALIZER);
    }

    public static byte[] getProtoStuffMessage(Code code, String message, Object data) {
      return getMessage(wrapper2Map(code, message, data), PROTO_STUFF_SERIALIZER);
    }

    public static byte[] getProtoStuffMessage(Code code, String message) {
      return getMessage(wrapper2Map(code, message, null), PROTO_STUFF_SERIALIZER);
    }

    public static byte[] getJDKMessage(Code code, String message, Object data) {
      return getMessage(wrapper2Map(code, message, data), JDK_SERIALIZER);
    }

    public static byte[] getJDKMessage(Code code, String message) {
      return getMessage(wrapper2Map(code, message, null), JDK_SERIALIZER);
    }

    public static class MessageBuilder {
      private final Map<String, Object> container = new ConcurrentHashMap<>();
      private MessageSerializer<?> serializer;

      private MessageBuilder() {
      }

      public MessageBuilder addMsg(String title, Object content) {
            container.put(title, content);
            return this;
      }

      public MessageBuilder addAllMsg(Map<String, Object> msg) {
            container.putAll(msg);
            return this;
      }

      public MessageBuilder code(Code code) {
            container.put("code", code.flag);
            return this;
      }

      public MessageBuilder message(String message) {
            container.put("message", message);
            return this;
      }

      public MessageBuilder data(Object data) {
            container.put("data", data);
            return this;
      }

      public MessageBuilder setSerializer(MessageSerializer<?> serializer) {
            this.serializer = serializer;
            return this;
      }

      public void clear() {
            container.clear();
      }

      @SuppressWarnings("unchecked")
      public <T> T getFinalMessage() {
            return (T) (serializer == null ? JSON_SERIALIZER : serializer).serialize(container);
      }
    }

    public static class MessageSender<T> implements Serializable, MessageHandler<T> {
      private final List<MessageFormatter<Object>> formatters = new ArrayList<>();
      private MessageSerializer<?> serializer;
      private Encryptor<?> encryptor;
      private Object key;
      private Charset charset;
      private boolean encode2Base64WhenEncrypted;

      public MessageSender() {
      }

      @Override
      @SuppressWarnings("unchecked")
      public T getFinalMessage(Object msg) {
            if (msg == null) {
                return null;
            }
            for (MessageFormatter<Object> formatter : formatters) {
                if (formatter != null) {
                  formatter.format(msg);
                }
            }
            Object ser = serializer == null ? msg : serializer.serialize(msg);
            byte[] content = bytes(ser, charset, "序列化后的消息只能是String或者byte array");
            if (encryptor != null) {
                if (encode2Base64WhenEncrypted) {
                  return (T) convert2Base64(bytes(encryptor.encrypt(content, key), charset, "加密后的消息只能是String或者byte array"));
                }
                return (T) encryptor.encrypt(content, key);
            }
            return (T) ser;
      }

      @SuppressWarnings("unchecked")
      public static <T> MessageSender<T> fromBytes(byte[] source, MessageDeserializer<Object> deserializer) {
            return (MessageSender<T>) fromMessage(source, MessageSender.class, deserializer);
      }
    }

    public static class MessageReceiver<T> implements Serializable, MessageHandler<T> {
      private final List<MessageFormatter<Object>> formatters = new ArrayList<>();
      private MessageDeserializer<Object> deserializer;
      private Decipher<?> decipher;
      private Class<T> type;
      private Object key;
      private Charset charset;
      private boolean decode2Base64BeforeDecrypt;

      public MessageReceiver() {
      }

      @Override
      @SuppressWarnings("unchecked")
      public T getFinalMessage(Object msg) {
            byte[] content = null;
            if (decode2Base64BeforeDecrypt) {
                if (msg instanceof String) {
                  content = base642Bytes((String) msg);
                } else {
                  throw new UnsupportedOperationException("消息不是String类型,无法进行Base64解码");
                }
            }
            Object des = content == null ? msg : content;
            if (decipher != null) {
                des = decipher.decrypt(content == null ? bytes(msg, charset, "如果消息需要解密,则消息必须是byte array") : content, key);
            }
            T ser = (T) des;
            if (deserializer != null) {
                ser = (T) deserializer.deserialize(bytes(des, charset, "解密后的结果必须是String或者byte array"), (Class<Object>) type);
            }
            for (MessageFormatter<Object> formatter : formatters) {
                if (formatter != null) {
                  formatter.format(ser);
                }
            }
            return (T) ser;
      }

      @SuppressWarnings("unchecked")
      public static <T> MessageReceiver<T> fromBytes(byte[] source, MessageDeserializer<Object> deserializer) {
            return (MessageReceiver<T>) fromMessage(source, MessageReceiver.class, deserializer);
      }
    }

    public interface MessageHandler<T> {
      T getFinalMessage(Object msg);
    }

    private static byte[] bytes(Object src, Charset charset, String errorMsg) {
      if (src instanceof byte[]) {
            return (byte[]) src;
      } else if (src instanceof String) {
            return charset == null ? ((String) src).getBytes() : ((String) src).getBytes(charset);
      }
      throw new UnsupportedOperationException(errorMsg);
    }

    public static class MessageSenderWrapper<T> {
      private final MessageSender<T> sender;

      private MessageSenderWrapper(MessageSender<T> sender) {
            this.sender = sender;
      }

      public MessageSenderWrapper<T> addFormatter(MessageFormatter<Object> formatter) {
            sender.formatters.add(formatter);
            return this;
      }

      public MessageSenderWrapper<T> setSerializer(MessageSerializer<?> serializer) {
            sender.serializer = serializer;
            return this;
      }

      public MessageSenderWrapper<T> setEncryptor(Encryptor<?> encryptor, Object key, Charset charset, boolean encode2Base64) {
            if (encryptor == null || key == null) {
                throw new IllegalArgumentException("加密器和密钥不能为空");
            }
            sender.encryptor = encryptor;
            sender.key = key;
            sender.charset = charset;
            sender.encode2Base64WhenEncrypted = encode2Base64;
            return this;
      }

      public MessageSender<T> wrap() {
            return sender;
      }
    }

    public static class MessageReceiverWrapper<T> {
      private final MessageReceiver<T> receiver;

      public MessageReceiverWrapper(MessageReceiver<T> receiver) {
            this.receiver = receiver;
      }

      public MessageReceiverWrapper<T> addFormatter(MessageFormatter<Object> formatter) {
            receiver.formatters.add(formatter);
            return this;
      }

      public MessageReceiverWrapper<T> setDeserializer(MessageDeserializer<Object> deserializer, Class<T> type) {
            receiver.deserializer = deserializer;
            receiver.type = type;
            return this;
      }

      public MessageReceiverWrapper<T> setDecipher(Decipher<?> decipher, Object key, Charset charset, boolean decodeBase642ByteArray) {
            if (decipher == null || key == null) {
                throw new IllegalArgumentException("解密器和密钥不能为空");
            }
            receiver.decipher = decipher;
            receiver.key = key;
            receiver.charset = charset;
            receiver.decode2Base64BeforeDecrypt = decodeBase642ByteArray;
            return this;
      }

      public MessageReceiver<T> wrap() {
            return receiver;
      }
    }

    /**
   * 状态枚举,支持枚举标识修改
   *
   * @author Huang Yongxiang
   * @date 2021/9/30 9:25
   */
    public enum Code {
      /**
         * 请求成功
         */
      OK("success", 200),
      /**
         * 服务器内部错误
         */
      ERROR("error", 500),
      /**
         * 客户端请求的语法错误,服务器无法理解
         */
      BAD_REQUEST("bad request", 400),
      /**
         * 服务器理解请求客户端的请求,但是拒绝执行此请求
         */
      FORBIDDEN("Forbidden", 403),
      /**
         * 超时
         */
      TIME_OUT("time out", 408),
      /**
         * 服务器无法根据客户端请求的内容特性完成请求
         */
      NOT_ACCEPTABLE("Not Acceptable", 406),
      /**
         * 服务器不支持请求的功能,无法完成请求
         */
      NOT_SUPPORT("Not Implemented", 501),
      /**
         * 已接受。已经接受请求,但未处理完成
         */
      ACCEPTED("Accepted", 202);
      private String message;
      private Integer flag;

      Code(String message, Integer flag) {
            this.message = message;
            this.flag = flag;
      }

      public String getMessage() {
            return message;
      }

      public Code setMessage(String message) {
            this.message = message;
            return this;
      }

      public Integer getFlag() {
            return flag;
      }

      public Code setFlag(Integer flag) {
            this.flag = flag;
            return this;
      }

      @Override
      public String toString() {
            return "Code{" + "message='" + message + '\'' + ", flag=" + flag + '}';
      }
    }

    private static class ClassCodec implements JsonSerializer<Class<?>>, JsonDeserializer<Class<?>> {
      @Override
      public Class<?> deserialize(JsonElement json, Type typeOfT, JsonDeserializationContext context) throws JsonParseException {
            try {
                String str = json.getAsString();
                return Class.forName(str);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                throw new JsonParseException(e);
            }
      }

      @Override
      public JsonElement serialize(Class<?> src, Type typeOfSrc, JsonSerializationContext context) {
            return new JsonPrimitive(src.getName());
      }
    }

    private static class ProtoStuffUtil {
      private static final ThreadLocal<LinkedBuffer> threadSafeBuffer = new ThreadLocal<>();
      private static final Map<Class<?>, Schema<?>> schemaMap = new ConcurrentHashMap<>();

      @SuppressWarnings("unchecked")
      public static <T> byte[] serialize(T source) {
            if (source == null) {
                return null;
            }
            Class<T> clazz = (Class<T>) source.getClass();
            Schema<T> schema = getSchema(clazz);
            if (schema == null) {
                throw new NullPointerException("无法获取" + clazz + "的模式");
            }
            try {
                if (threadSafeBuffer.get() == null) {
                  threadSafeBuffer.set(LinkedBuffer.allocate(LinkedBuffer.DEFAULT_BUFFER_SIZE));
                }
                return ProtostuffIOUtil.toByteArray(source, schema, threadSafeBuffer.get());
            } finally {
                threadSafeBuffer
                        .get()
                        .clear();
            }
      }

      public static <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> type) {
            if (data == null || data.length == 0) {
                return null;
            }
            Schema<T> schema = getSchema(type);
            if (schema == null) {
                throw new NullPointerException("无法获取" + type + "的模式");
            }
            T source = schema.newMessage();
            ProtostuffIOUtil.mergeFrom(data, source, schema);
            return source;
      }

      @SuppressWarnings("unchecked")
      private static <T> Schema<T> getSchema(Class<T> clazz) {
            Schema<T> schema = (Schema<T>) schemaMap.get(clazz);
            if (schema == null) {
                schema = RuntimeSchema.getSchema(clazz);
                schemaMap.put(clazz, schema);
            }
            return schema;
      }
    }可以增加一个main方法测试
public static void main(String[] args) {      //直接获取消息      System.out.println(getJsonMessage(Code.OK, "请求成功"));      //构建更加复杂的消息      System.out.println((String) newMessageBuilder()                //修改默认Code的标识                .code(Code.OK.setFlag(0))                .message("成功")                .addMsg("totalNum", 1000)                .getFinalMessage());      //对消息加密      String message = "你好世界";      String en = BASE64_ENCRYPTOR.encrypt(AES_ENCRYPTOR.encrypt(message.getBytes(), "autoJob!@#=123.?"), null);      System.out.println("加密后:" + en);      System.out.println("解密后:" + new String(AES_DECIPHER.decrypt(BASE64_DECIPHER.decrypt(en.getBytes(), null), "autoJob!@#=123.?")));      System.out.println("/*=================创建可以复用的消息发送器和接收器=================>*/");      //创建使用RSA加/解密的发送/接收器      KeyPair keyPair = RSA_ENCRYPTOR.generateKeyPair(2048);      MessageSender sender = newMessageSenderWrapper(new MessageSender())                //可以尝试使用其他序列化器                .setSerializer(PROTO_STUFF_SERIALIZER)                //可以尝试使用其他加密器                .setEncryptor(RSA_ENCRYPTOR, keyPair.getPublic(), Charset.defaultCharset(), true)                .wrap();      MessageReceiver receiver = newMessageReceiverBuilder(new MessageReceiver())                //必须和发送器序列化器对应                .setDeserializer(PROTO_STUFF_DESERIALIZER, String.class)                //必须和发送器加密器对应                .setDecipher(RSA_DECIPHER, keyPair.getPrivate(), Charset.defaultCharset(), true)                .wrap();      String msg = sender.getFinalMessage("你好世界");      System.out.println(msg);      System.out.println(receiver.getFinalMessage(msg));      System.out.println("/*=======================Finished======================*/");      //序列化      byte[] senderContent = getMessage(sender, PROTO_STUFF_SERIALIZER);      byte[] receiverContent = getMessage(receiver, PROTO_STUFF_SERIALIZER);      //反序列化      MessageSender savedSender = MessageSender.fromBytes(senderContent, PROTO_STUFF_DESERIALIZER);      MessageReceiver savedReceiver = MessageReceiver.fromBytes(receiverContent, PROTO_STUFF_DESERIALIZER);      //反序列化后发送消息      String sMsg = savedSender.getFinalMessage("你好世界");      System.out.println(sMsg);      System.out.println(savedReceiver.getFinalMessage(sMsg));      System.out.println("/*=======================Finished======================
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