纯java实现浏览器操作Linux服务器

技术选型

由于webssh需要实时数据交互，所以会选用长连接的WebSocket，为了开发的方便，框架选用SpringBoot，另外还自己了解了Java用户连接ssh的jsch和实现前端shell页面的xterm.js.
所以，最终的技术选型就是 SpringBoot+Websocket+jsch+xterm.js。

实现思路

导入依赖

  <dependencies>
        <!-- Web相关 -->
        <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>
        <!-- 文件上传解析器 -->
        <dependency>
            <groupId>commons-io</groupId>
            <artifactId>commons-io</artifactId>
            <version>1.4</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>commons-fileupload</groupId>
            <artifactId>commons-fileupload</artifactId>
            <version>1.3.3</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    <!--打jar包-->
    <build>
        <finalName>WebSSH</finalName>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

引入xterm.js

xterm.js是一个基于WebSocket的容器，它可以帮助我们在前端实现命令行的样式。就像是我们平常再用SecureCRT或者XShell连接服务器时一样。

CMUuq85pI.png

后端实现

由于xterm只要只是实现了前端的样式，并不能真正地实现与服务器交互，与服务器交互主要还是靠我们Java后端来进行控制的，所以我们从后端开始，使用jsch+websocket实现这部分内容。

WebSocket配置

由于消息实时推送到前端需要用到WebSocket，不了解WebSocket的同学可以先去自行了解一下，这里就不过多介绍了，我们直接开始进行WebSocket的配置。

/**
* @Description: websocket配置
*/
@Configuration
@EnableWebSocket
public class WebSSHWebSocketConfig implements WebSocketConfigurer{
    @Autowired
    WebSSHWebSocketHandler webSSHWebSocketHandler;
    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry webSocketHandlerRegistry) {
        //socket通道
        //指定处理器和路径，并设置跨域
        webSocketHandlerRegistry.addHandler(webSSHWebSocketHandler, "/webssh")
                .addInterceptors(new WebSocketInterceptor())
                .setAllowedOrigins("*");
    }
}

处理器(Handler)和拦截器(Interceptor)的实现

刚才我们完成了WebSocket的配置，并指定了一个处理器和拦截器。所以接下来就是处理器和拦截器的实现。

• 拦截器：

public class WebSocketInterceptor implements HandshakeInterceptor {
    /**
     * @Description: Handler处理前调用
     * @Param: [serverHttpRequest, serverHttpResponse, webSocketHandler, map]
     * @return: boolean
     */
    @Override
    public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest serverHttpRequest, ServerHttpResponse serverHttpResponse, WebSocketHandler webSocketHandler, Map<String, Object> map) throws Exception {
        if (serverHttpRequest instanceof ServletServerHttpRequest) {
            ServletServerHttpRequest request = (ServletServerHttpRequest) serverHttpRequest;
            //生成一个UUID，这里由于是独立的项目，没有用户模块，所以可以用随机的UUID
            //但是如果要集成到自己的项目中，需要将其改为自己识别用户的标识
            String uuid = UUID.randomUUID().toString().replace("-","");
            //将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) {

    }
}

• 处理器：

/**
* @Description: WebSSH的WebSocket处理器
*/
@Component
public class WebSSHWebSocketHandler implements WebSocketHandler{
    @Autowired
    private WebSSHService webSSHService;
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebSSHWebSocketHandler.class);

    /**
     * @Description: 用户连接上WebSocket的回调
     * @Param: [webSocketSession]
     * @return: void
     */
    @Override
    public void afterConnectionEstablished(WebSocketSession webSocketSession) throws Exception {
        logger.info("用户:{},连接WebSSH", webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY));
        //调用初始化连接
        webSSHService.initConnection(webSocketSession);
    }

    /**
     * @Description: 收到消息的回调
     * @Param: [webSocketSession, webSocketMessage]
     * @return: void
     */
    @Override
    public void handleMessage(WebSocketSession webSocketSession, WebSocketMessage<?> webSocketMessage) throws Exception {
        if (webSocketMessage instanceof TextMessage) {
            logger.info("用户:{},发送命令:{}", webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY), webSocketMessage.toString());
            //调用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: 出现错误的回调
     * @Param: [webSocketSession, throwable]
     * @return: void
     * @Author: mcl
     * @Date: 2021/11/3
     */
    @Override
    public void handleTransportError(WebSocketSession webSocketSession, Throwable throwable) throws Exception {
        logger.error("数据传输错误");
    }

    /**
     * @Description: 连接关闭的回调
     * @Param: [webSocketSession, closeStatus]
     * @return: void
     * @Author: mcl
     * @Date: 2021/11/3
     */
    @Override
    public void afterConnectionClosed(WebSocketSession webSocketSession, CloseStatus closeStatus) throws Exception {
        logger.info("用户:{}断开webssh连接", String.valueOf(webSocketSession.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY)));
        //调用service关闭连接
        webSSHService.close(webSocketSession);
    }

    @Override
    public boolean supportsPartialMessages() {
        return false;
    }
}

需要注意的是，在拦截器中加入的用户标识是使用了随机的UUID，这是因为作为一个独立的websocket项目，没有用户模块，如果需要将这个项目集成到自己的项目中，需要修改这部分代码，将其改为自己项目中识别一个用户所用的用户标识。

梳理下处理逻辑

1.首先我们得先连接上终端（初始化连接）

2.其次我们的服务端需要处理来自前端的消息（接收并处理前端消息）

3.我们需要将终端返回的消息回写到前端（数据回写前端）

4.关闭连接

按照这个逻辑，定义个接口。

/**
 * @Description: WebSSH的业务逻辑
     * @Author: mcl
     * @Date: 2021/11/3
 */
public interface WebSSHService {
    /**
     * @Description: 初始化ssh连接
     * @Param:
     * @return:
     * @Date: 2021/11/3
     */
    public void initConnection(WebSocketSession session);

    /**
     * @Description: 处理客户段发的数据
     * @Param:
     * @return:
     * @Date: 2021/11/3
     */
    public void recvHandle(String buffer, WebSocketSession session);

    /**
     * @Description: 数据写回前端 for websocket
     * @Param:
     * @return:
     * @Date: 2021/11/3
     */
    public void sendMessage(WebSocketSession session, byte[] buffer) throws IOException;

    /**
     * @Description: 关闭连接
     * @Param:
     * @return:
     * @Date: 2021/11/3
     */
    public void close(WebSocketSession session);
}

实现功能

• 初始化连接

由于我们的底层是依赖jsch实现的，所以这里是需要使用jsch去建立连接的。而所谓初始化连接，实际上就是将我们所需要的连接信息，保存在一个Map中，这里并不进行任何的真实连接操作。为什么这里不直接进行连接？因为这里前端只是连接上了WebSocket，但是我们还需要前端给我们发来linux终端的用户名和密码，没有这些信息，我们是无法进行连接的。

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));
        //将这个ssh连接信息放入map中
        sshMap.put(uuid, sshConnectInfo);
}

• 处理客户端发送的数据

在这一步骤中，我们会分为两个分支。

第一个分支：如果客户端发来的是终端的用户名和密码等信息，那么我们进行终端的连接。

第二个分支：如果客户端发来的是操作终端的命令，那么我们就直接转发到终端并且获取终端的执行结果。

具体代码实现：

public void recvHandle(String buffer, WebSocketSession session) {
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        WebSSHData webSSHData = null;
        try {
            //转换前端发送的JSON
            webSSHData = objectMapper.readValue(buffer, WebSSHData.class);
        } catch (IOException e) {
            logger.error("Json转换异常");
            logger.error("异常信息:{}", e.getMessage());
            return;
        }
    //获取刚才设置的随机的uuid
        String userId = String.valueOf(session.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY));
        if (ConstantPool.WEBSSH_OPERATE_CONNECT.equals(webSSHData.getOperate())) {
            //如果是连接请求
            //找到刚才存储的ssh连接对象
            SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId);
            //启动线程异步处理
            WebSSHData finalWebSSHData = webSSHData;
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        //连接到终端
                        connectToSSH(sshConnectInfo, finalWebSSHData, session);
                    } catch (JSchException | IOException e) {
                        logger.error("webssh连接异常");
                        logger.error("异常信息:{}", e.getMessage());
                        close(session);
                    }
                }
            });
        } else if (ConstantPool.WEBSSH_OPERATE_COMMAND.equals(webSSHData.getOperate())) {
            //如果是发送命令的请求
            String command = webSSHData.getCommand();
            SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId);
            if (sshConnectInfo != null) {
                try {
                    //发送命令到终端
                    transToSSH(sshConnectInfo.getChannel(), command);
                } catch (IOException e) {
                    logger.error("webssh连接异常");
                    logger.error("异常信息:{}", e.getMessage());
                    close(session);
                }
            }
        } else {
            logger.error("不支持的操作");
            close(session);
        }
}

• 数据通过websocket发送到前端

public void sendMessage(WebSocketSession session, byte[] buffer) throws IOException {
        session.sendMessage(new TextMessage(buffer));
}

• 关闭连接

public void close(WebSocketSession session) {
    //获取随机生成的uuid
        String userId = String.valueOf(session.getAttributes().get(ConstantPool.USER_UUID_KEY));
        SSHConnectInfo sshConnectInfo = (SSHConnectInfo) sshMap.get(userId);
        if (sshConnectInfo != null) {
            //断开连接
            if (sshConnectInfo.getChannel() != null) sshConnectInfo.getChannel().disconnect();
            //map中移除该ssh连接信息
            sshMap.remove(userId);
        }
}

前端实现

前端工作主要分为这么几个步骤：

• 页面的实现
• 连接WebSocket并完成数据的接收并回写
• 数据的发送

页面实现

页面的实现很简单，我们只不过需要在一整个屏幕上都显示终端那种大黑屏幕，所以我们并不用写什么样式，只需要创建一个div，之后将terminal实例通过xterm放到这个div中，就可以实现了。

<!doctype html>
<html>
<head>
    <title>WebSSH</title>
    <link rel="stylesheet" href="../css/xterm.css" />
</head>
<body>
<div id="terminal" style="width: 100%;height: 100%"></div>

<script src="../js/jquery-3.4.1.min.js"></script>
<script src="../js/xterm.js" charset="utf-8"></script>
<script src="../js/webssh.js" charset="utf-8"></script>
</body>
</html>

连接WebSocket并完成数据的发送、接收、回写

<script>
    openTerminal( {
        operate:'connect',
        host: '',//IP
        port: '',//端口号
        username: '',//用户名
        password: ''//密码
    });


    function openTerminal(options){
        var client = new WSSHClient();
        var term = new Terminal({
            cols: 97,
            rows: 37,
            cursorBlink: true, // 光标闪烁
            cursorStyle: "block", // 光标样式  null | 'block' | 'underline' | 'bar'
            scrollback: 800, //回滚
            tabStopWidth: 8, //制表宽度
            screenKeys: true
        });

        term.on('data', function (data) {
            //键盘输入时的回调函数
            client.sendClientData(data);
        });
        term.open(document.getElementById('terminal'));
        //在页面上显示连接中...
        term.write('Connecting...');
        //执行连接操作
        client.connect({
            onError: function (error) {
                //连接失败回调
                term.write('Error: ' + error + '\r\n');
            },
            onConnect: function () {
                //连接成功回调
                client.sendInitData(options);
            },
            onClose: function () {
                //连接关闭回调
                term.write("\rconnection closed");
            },
            onData: function (data) {
                //收到数据时回调
                term.write(data);
            }
        });
    }
</script>

效果展示

要不自己脑补下？