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从构建分布式秒杀系统聊聊WebSocket推送通知

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发表时间:2018-11-08 13:10来源:Java帮帮-微信公众号

前言

秒杀架构到后期,我们采用了消息队列的形式实现抢购逻辑,那么之前抛出过这样一个问题:消息队列异步处理完每个用户请求后,如何通知给相应用户秒杀成功?

场景映射

首先,我们举一个生活中比较常见的例子:我们去银行办理业务,一般会选择相关业务打印一个排号纸,然后就可以坐在小板凳上玩着手机,等待被小喇叭报号。当小喇叭喊到你所持有的号码,就可以拿着排号纸去柜台办理自己的业务。

这里,假设当我们取排号纸的时候,银行根据时间段内的排队情况,比较人性化的提示用户:排队人数较多,您是否继续等待?否的话我们可以换个时间段再来办理。

由此我们把生活场景映射到真实的秒杀业务逻辑中来:

  • 我们可以把柜台比喻成商品下单处理逻辑单元

  • 拿到排号纸说明你进入相应商品处理队列

  • 拿到排号纸的请求直接返回前台,提示用户抢购进行中

  • 排号纸进入队列后,等待商品业务处理逻辑

  • 小喇叭叫到自己的排号相当于服务端通知用户秒杀成功,这时候可以进行支付逻辑

  • 那些拿不到票号的同学,相当于队列已满直接返回秒杀失败

解决方案

通过上面的场景,我们很容易能够想到一种方案就是服务端通知,那么如何做到服务端异步通知的呢?下面,主角开始登场了,就是我们的Websocket。

WebSocket是HTML5开始提供的一种浏览器与服务器间进行全双工通讯的网络技术。依靠这种技术可以实现客户端和服务器端的长连接,双向实时通信。

HTTP VS WebSocket

HTTP VS WebSocket


特点:

  • 异步、事件触发

  • 可以发送文本,图片等流文件

  • 数据格式比较轻量,性能开销小,通信高效

  • 使用ws或者wss协议的客户端socket,能够实现真正意义上的推送功能

缺点:

  • 部分浏览器不支持,浏览器支持的程度与方式有区别,需要各种兼容写法。

集成案例

由于我们的秒杀架构项目案例中使用了SpringBoot,因此集成webSocket也是相对比较简单的。

首先pom.xml引入以下依赖:

<!-- webSocket 秒杀通知--><dependency>    <groupId>org.springframework.boot</groupId>    <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId></dependency>

WebSocketConfig 配置:

/**  * WebSocket配置  * 创建者  爪哇笔记  * 创建时间    2018年5月29日  */@ConfigurationpublicclassWebSocketConfig{      @Beanpublic ServerEndpointExporter serverEndpointExporter(){              returnnew ServerEndpointExporter();          }  }

WebSocketServer 配置:

@ServerEndpoint("/websocket/{userId}")@ComponentpublicclassWebSocketServer{    privatefinalstatic Logger log = LoggerFactory.getLogger(WebSocketServer.class);    //静态变量,用来记录当前在线连接数。应该把它设计成线程安全的。privatestaticint onlineCount = 0;    //concurrent包的线程安全Set,用来存放每个客户端对应的MyWebSocket对象。privatestatic CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer>();    //与某个客户端的连接会话,需要通过它来给客户端发送数据private Session session;    //接收userIdprivate String userId="";    /**     * 连接建立成功调用的方法*/@OnOpenpublicvoidonOpen(Session session,@PathParam("userId") String userId) {        this.session = session;        webSocketSet.add(this);     //加入set中        addOnlineCount();           //在线数加1        log.info("有新窗口开始监听:"+userId+",当前在线人数为" + getOnlineCount());        this.userId=userId;        try {             sendMessage("连接成功");        } catch (IOException e) {            log.error("websocket IO异常");        }    }    /**    * 连接关闭调用的方法     */@OnClosepublicvoidonClose(){        webSocketSet.remove(this);  //从set中删除        subOnlineCount();           //在线数减1        log.info("有一连接关闭!当前在线人数为" + getOnlineCount());    }    /**     * 收到客户端消息后调用的方法     * @param message 客户端发送过来的消息   */@OnMessagepublicvoidonMessage(String message, Session session){        log.info("收到来自窗口"+userId+"的信息:"+message);        //群发消息for (WebSocketServer item : webSocketSet) {            try {                item.sendMessage(message);            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();           }       }    }    /**     * @param session     * @param error     */@OnErrorpublicvoidonError(Session session, Throwable error){        log.error("发生错误");        error.printStackTrace();   }    /**     * 实现服务器主动推送     */publicvoidsendMessage(String message)throws IOException {        this.session.getBasicRemote().sendText(message);    }    /**     * 群发自定义消息     * */publicstaticvoidsendInfo(String message,@PathParam("userId") String userId){        log.info("推送消息到窗口"+userId+",推送内容:"+message);        for (WebSocketServer item : webSocketSet) {            try {                //这里可以设定只推送给这个userId的,为null则全部推送if(userId==null) {                   item.sendMessage(message);               }elseif(item.userId.equals(userId)){                   item.sendMessage(message);               }            } catch (IOException e) {                continue;           }       }    }    publicstaticsynchronizedintgetOnlineCount(){        return onlineCount;    }    publicstaticsynchronizedvoidaddOnlineCount(){        WebSocketServer.onlineCount++;    }    publicstaticsynchronizedvoidsubOnlineCount(){        WebSocketServer.onlineCount--;    }}

KafkaConsumer 消费配置,通知用户是否秒杀成功:

/** * 消费者 spring-kafka 2.0 + 依赖JDK8 * @author  By https://blog.52itstyle.com */@ComponentpublicclassKafkaConsumer{    @Autowiredprivate ISeckillService seckillService;        privatestatic RedisUtil redisUtil = new RedisUtil();    /**    * 监听seckill主题,有消息就读取    * @param message     */@KafkaListener(topics = {"seckill"})   publicvoidreceiveMessage(String message){        //收到通道的消息之后执行秒杀操作        String[] array = message.split(";");         if(redisUtil.getValue(array[0])!=null){//control层已经判断了,其实这里不需要再判断了            Result result = seckillService.startSeckil(Long.parseLong(array[0]), Long.parseLong(array[1]));            if(result.equals(Result.ok())){                WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒杀成功");//推送给前台            }else{                WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒杀失败");//推送给前台                redisUtil.cacheValue(array[0], "ok");//秒杀结束            }        }else{            WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒杀失败");//推送给前台        }   }}

webSocket.js 前台通知逻辑:

$(function(){    socket.init();});var basePath = "ws://localhost:8080/seckill/";socket = {    webSocket : "",    init : function() {        //userId:自行追加if ('WebSocket'inwindow) {            webSocket = new WebSocket(basePath+'websocket/1');         }         elseif ('MozWebSocket'inwindow) {            webSocket = new MozWebSocket(basePath+"websocket/1");       }         else {            webSocket = new SockJS(basePath+"sockjs/websocket");        }       webSocket.onerror = function(event) {            alert("websockt连接发生错误,请刷新页面重试!")        };        webSocket.onopen = function(event) {                    };        webSocket.onmessage = function(event) {           var message = event.data;           alert(message)//判断秒杀是否成功、自行处理逻辑        };    }}

客户端API

客户端与服务器通信

  • send() 向远程服务器发送数据

  • close() 关闭该websocket链接

监听函数 

  • onopen 当网络连接建立时触发该事件

  • onerror 当网络发生错误时触发该事件

  • onclose 当websocket被关闭时触发该事件

  • onmessage 当websocket接收到服务器发来的消息的时触发的事件,也是通信中最重要的一个监听事件。msg.data

readyState属性

这个属性可以返回websocket所处的状态。

  • CONNECTING(0) websocket正尝试与服务器建立连接

  • OPEN(1) websocket与服务器已经建立连接

  • CLOSING(2) websocket正在关闭与服务器的连接

  • CLOSED(3) websocket已经关闭了与服务器的连接

开源方案

goeasy

GoEasy实时Web推送,支持后台推送和前台推送两种:后台推送可以选择Java SDK、 Restful API支持所有开发语言;前台推送:JS推送。无论选择哪种方式推送代码都十分简单(10分钟可搞定)。由于它支持websocket 和polling两种连接方式所以兼顾大多数主流浏览器,低版本的IE浏览器也是支持的。

地址:http://goeasy.io/

Pushlets

Pushlets 是通过长连接方式实现“推”消息的。推送模式分为:Poll(轮询)、Pull(拉)。

地址:http://www.pushlets.com/

Pushlet

Pushlet 是一个开源的 Comet 框架,Pushlet 使用了观察者模型:客户端发送请求,订阅感兴趣的事件;服务器端为每个客户端分配一个会话 ID 作为标记,事件源会把新产生的事件以多播的方式发送到订阅者的事件队列里。

地址:https://github.com/wjw465150/Pushlet

总结

其实前面有提过,尽管WebSocket有诸多优点,但是,如果服务端维护很多长连接也是挺耗费资源的,服务器集群以及览器或者客户端兼容性问题,也会带来了一些不确定性因素。大体了解了一下各大厂的做法,大多数都还是基于轮询的方式实现的,比如:腾讯PC端微信扫码登录、京东商城支付成功通知等等。

有些小伙伴可能会问了,轮询岂不是会更耗费资源?其实在我看来,有些轮询是不可能穿透到后端数据库查询服务的,比如秒杀,一个缓存标记位就可以判定是否秒杀成功。相对于WS的长连接以及其不确定因素,在秒杀场景下,轮询还是相对比较合适的。


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