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在实现业务的时候,我们常常有些需求需要系统主动发送消息给客户端,方案有轮询和长连接,但轮询需要不断的创建销毁http连接,对客户端、对服务器来说都挺消耗资源的,消息推送也不够实时。这里我们选择了WebSocket长连接的方案。
有大量的项目需要服务端主动向客户端推送消息,为了减少重复开发,我们做成了微服务。
使用于服务器需要主动向客户端推送消息、客户端需要实时获取消息的请求。例如聊天、广播消息、多人游戏消息推送、任务执行结果推送等方面。
维持大量的长连接对单台服务器的压力也挺大的,这里也就要求该服务需要可以扩容,也就是分布式地扩展。分布式对于可存储的公共资源有一套完整的解决方案,但对于WebSocket来说,操作对象就是每一个连接,它是维持在每一个程序中的。每一个连接不能存储起来共享、不能在不同的程序之间共享。所以我能想到的方案是不同程序之间进行通讯。
那么,怎样知道某个连接在哪个应用呢?答案是通过client id去判断。那么通过client id又是如何知道的呢?有以下几种方案:
一致性hash算法
一致性hash算法是将整个哈希值空间组织成一个虚拟的圆环,在redis集群中哈希函数的值空间为0-2^32-1(32位无符号整型)。把服务器的IP或主机名作为关键字,通过哈希函数计算出相应的值,对应到这个虚拟的圆环空间。我们再通过哈希函数计算key的值,得到一个在圆环空间的位置,按顺时针方向找到的第一个节点就是存放该key数据的服务器节点。
在没有节点的增减的时候,可以满足我们的需求,但如果此时一个节点挂掉了或者新增一个机器怎么办?节点挂点之后,会在圆环上删除节点,增加节点则反之。这时候按顺时针方向找的数据就不准确,在某些业务上来说可以接受,但在WebSocket微服务上来说,影响范围内的连接会断掉,如果要求没那么高,客户端再进行重连也可以。
hash slot(哈希槽)
服务器的IP或者主机名作为key,对每个key进行计算CRC16值,然后对16384进行取模,得出一个对应key的hash slot。
HASH_SLOT = CRC16(key) mod 16384
我们根据节点的数量,给每个节点划分范围,这个范围是0-16384。hash slot的重点就在这个虚拟表,key对应的hash slot是永不变的,增减节点就是维护这张虚拟表。
以上两种方案都可以实现需求,但一致性hash算法的方案会使部分key找到的节点不准确;hash slot的方案需要维护一张虚拟表,在实现起来需要有一个功能去判断服务器是否挂了,然后修改这张虚拟表,新增节点也一样,在实现起来会遇到很多问题。
然后我采取的方案是,每个连接都保存在本应用,然后用对称加密加密服务器IP和端口,得到的值作为client id。对指定client id进行操作时,只需要解密这个key,就能得到相应的IP和端口。判断是否为本机,不是本机的话进行RPC通讯告诉相应的程序。长连接的连接数据不可迁移,程序挂掉了相应的连接也就挂了,在该程序上的连接也就断开了,这时重连的话会找到另一个可用的程序。
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