基于Netty的Java VPN代理客户端 | AI生成和翻译

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要使用 Netty 或 Spring Boot 构建基于 Java 的 Clash VPN 代理客户端，我们需要一个健壮的框架来处理网络通信、YAML 配置解析以及 SOCKS、HTTP 和 Shadowsocks 等代理协议。Netty 适用于高性能网络通信，而 Spring Boot 可以简化配置和依赖管理。下面我将概述核心逻辑、主要依赖库，并提供一个基于 Netty 网络层的示例实现（因其更擅长底层代理操作）。该客户端将支持主流 Clash YAML 配置（如代理服务器、规则和 DNS 设置）。

核心逻辑

1. 配置解析：
   • 解析兼容 Clash 的 YAML 配置文件（如 config.yaml），包含代理服务器、规则和 DNS 设置
   • 支持常见代理类型：HTTP、SOCKS5、Shadowsocks 等
   • 将 YAML 字段映射到 Java 对象以便访问
2. 代理服务器搭建：
   • 初始化 Netty 服务端监听客户端连接（如本地端口 7890）
   • 处理 SOCKS5/HTTP 代理协议接收客户端请求
3. 路由与规则处理：
   • 实现基于 YAML 配置的规则路由（如域名、IP 或地理路由）
   • 将客户端请求路由至对应上游代理服务器或直连
4. 连接管理：
   • 利用 Netty 事件驱动模型管理客户端-代理和代理-目标连接
   • 支持连接池和长连接提升效率
5. DNS 解析：
   • 按配置处理 DNS 查询（如使用上游 DNS 或本地解析器）
   • 支持 DNS over HTTPS (DoH) 等安全协议
6. 协议处理：
   • 实现 Shadowsocks（如 AEAD 加密）、SOCKS5 和 HTTP 的协议逻辑
   • 通过可插拔协议处理器支持扩展
7. 错误处理与日志：
   • 优雅处理连接失败、无效配置或不支持协议
   • 提供详细调试日志

主要依赖库

• Netty：用于高性能网络通信和事件驱动 I/O，处理客户端连接、代理转发和协议编解码
• SnakeYAML：解析 Clash 兼容的 YAML 配置文件
• Bouncy Castle：用于加密操作（如 Shadowsocks AEAD 加密）
• SLF4J：日志记录
• Apache Commons：工具函数（如配置验证）
• Jackson（可选）：用于 YAML 的类 JSON 处理或附加配置格式
• DNSJava（可选）：用于自定义 DNS 解析

核心实现

以下是简化的 Netty 实现示例，重点包含：

• 解析 Clash YAML 配置
• 搭建 SOCKS5 代理服务器
• 将请求转发至上游代理或目标地址
• 基于规则的基础路由

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.socksx.v5.*;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.yaml.snakeyaml.Yaml;

import java.io.FileReader;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class ClashProxyClient {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ClashProxyClient.class);
    private static final int DEFAULT_PORT = 7890;
    private Map<String, Object> config;

    // 配置类用于保存解析的 YAML 数据
    static class ProxyConfig {
        List<Map<String, String>> proxies;
        List<String> rules;

        public ProxyConfig(Map<String, Object> config) {
            this.proxies = (List<Map<String, String>>) config.get("proxies");
            this.rules = (List<String>) config.get("rules");
        }
    }

    // 加载 Clash YAML 配置
    public void loadConfig(String configPath) throws Exception {
        Yaml yaml = new Yaml();
        try (FileReader reader = new FileReader(configPath)) {
            config = yaml.load(reader);
            logger.info("已从 {} 加载配置", configPath);
        }
    }

    // 启动代理服务器
    public void start() throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<Channel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(Channel ch) {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            // 添加 SOCKS5 协议处理器
                            pipeline.addLast(new Socks5ServerEncoder());
                            pipeline.addLast(new Socks5InitialRequestDecoder());
                            pipeline.addLast(new Socks5InitialRequestHandler());
                            pipeline.addLast(new Socks5CommandRequestDecoder());
                            pipeline.addLast(new ProxyHandler(new ProxyConfig(config)));
                        }
                    });

            ChannelFuture future = bootstrap.bind(DEFAULT_PORT).sync();
            logger.info("代理服务器已启动，端口 {}", DEFAULT_PORT);
            future.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    // 处理 SOCKS5 命令请求并路由流量
    static class ProxyHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Socks5CommandRequest> {
        private final ProxyConfig config;

        public ProxyHandler(ProxyConfig config) {
            this.config = config;
        }

        @Override
        protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Socks5CommandRequest request) {
            String destination = request.dstAddr() + ":" + request.dstPort();
            logger.info("正在处理对 {} 的请求", destination);

            // 简化的基于规则路由（需扩展实际规则解析）
            String selectedProxy = selectProxy(destination);
            if (selectedProxy != null) {
                logger.info("路由至代理: {}", selectedProxy);
                // 在此实现代理转发逻辑
                ctx.write(new DefaultSocks5CommandResponse(
                        Socks5CommandStatus.SUCCESS, request.dstAddrType(),
                        request.dstAddr(), request.dstPort()));
            } else {
                logger.warn("未找到匹配 {} 的代理", destination);
                ctx.write(new DefaultSocks5CommandResponse(
                        Socks5CommandStatus.FAILURE, request.dstAddrType(),
                        request.dstAddr(), request.dstPort()));
            }
        }

        private String selectProxy(String destination) {
            // 实现基于规则的代理选择
            for (String rule : config.rules) {
                // 示例：匹配域名或 IP 规则
                if (destination.matches(rule)) {
                    return config.proxies.get(0).get("name"); // 简化实现
                }
            }
            return null; // 直连或回退
        }
    }

    // 处理 SOCKS5 初始请求
    static class Socks5InitialRequestHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Socks5InitialRequest> {
        @Override
        protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Socks5InitialRequest msg) {
            ctx.write(new DefaultSocks5InitialResponse(Socks5AuthMethod.NO_AUTH));
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClashProxyClient client = new ClashProxyClient();
        client.loadConfig("config.yaml");
        client.start();
    }
}

示例 YAML 配置

以下是与上述代码兼容的 config.yaml 示例：

proxies:
  - name: proxy1
    type: socks5
    server: 192.168.1.100
    port: 1080
  - name: proxy2
    type: http
    server: 192.168.1.101
    port: 8080
rules:
  - DOMAIN,example.com,proxy1
  - IP-CIDR,192.168.0.0/16,DIRECT

核心逻辑说明

• YAML 解析：loadConfig 方法使用 SnakeYAML 将 Clash 配置解析为 ProxyConfig 对象，其中包含代理定义和路由规则
• Netty 服务端：start 方法搭建监听 7890 端口的 Netty 服务端，使用 Netty 内置 SOCKS5 编解码器处理协议请求
• 请求处理：ProxyHandler 处理 SOCKS5 命令请求，应用路由规则并选择上游代理或直连
• 路由机制：selectProxy 方法（简化版）根据目标地址匹配规则选择对应代理
• 扩展性：采用模块化设计，可通过扩展 ProxyHandler 轻松添加新协议（如 Shadowsocks）

后续开发

1. 协议支持：为 Shadowsocks（使用 Bouncy Castle 加密）和 HTTP 代理添加处理器
2. 高级路由：通过正则表达式或规则引擎实现完整 Clash 规则解析（如 GEOIP、DOMAIN-SUFFIX）
3. DNS 处理：集成 DNSJava 或自定义解析器以实现 Clash DNS 设置
4. 连接池：使用 Netty 的 ChannelPool 优化上游连接效率
5. Spring Boot（可选）：如需 Spring Boot，可将其用于配置管理和监控 REST 接口，但核心代理逻辑仍用 Netty

依赖配置（Maven）

在 pom.xml 中添加：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>io.netty</groupId>
        <artifactId>netty-all</artifactId>
        <version>4.1.111.Final</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.yaml</groupId>
        <artifactId>snakeyaml</artifactId>
        <version>2.3</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.slf4j</groupId>
        <artifactId>slf4j-api</artifactId>
        <version>2.0.16</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.bouncycastle</groupId>
        <artifactId>bcprov-jdk18on</artifactId>
        <version>1.78.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

这为 Clash 风格的 VPN 代理客户端提供了基础框架。您可以根据需求扩展更多协议支持、高级路由和 DNS 功能。如需深入了解特定部分，欢迎进一步探讨！

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