基于websocket單臺機(jī)器支持百萬連接分布式聊天(IM)系統(tǒng)

本文將介紹如何實現(xiàn)一個基于websocket分布式聊天(IM)系統(tǒng)。

使用golang實現(xiàn)websocket通訊，單機(jī)可以支持百萬連接，使用gin框架、nginx負(fù)載、可以水平部署、程序內(nèi)部相互通訊、使用grpc通訊協(xié)議。

本文內(nèi)容比較長，如果直接想clone項目體驗直接進(jìn)入項目體驗 goWebSocket項目下載 ,文本從介紹webSocket是什么開始，然后開始介紹這個項目，以及在Nginx中配置域名做webSocket的轉(zhuǎn)發(fā)，然后介紹如何搭建一個分布式系統(tǒng)。

1、項目說明
- 1.1 goWebSocket
- 1.2 項目體驗
2、介紹webSocket
- 2.1 webSocket 是什么
- 2.2 webSocket的兼容性
- 2.3 為什么要用webSocket
- 2.4 webSocket建立過程
3、如何實現(xiàn)基于webSocket的長連接系統(tǒng)
- 3.1 使用go實現(xiàn)webSocket服務(wù)端
  - 3.1.1 啟動端口監(jiān)聽
  - 3.1.2 升級協(xié)議
  - 3.1.3 客戶端連接的管理
  - 3.1.4 注冊客戶端的socket的寫的異步處理程序
  - 3.1.5 注冊客戶端的socket的讀的異步處理程序
  - 3.1.6 接收客戶端數(shù)據(jù)并處理
  - 3.1.7 使用路由的方式處理客戶端的請求數(shù)據(jù)
  - 3.1.8 防止內(nèi)存溢出和Goroutine不回收
- 3.2 使用javaScript實現(xiàn)webSocket客戶端
  - 3.2.1 啟動并注冊監(jiān)聽程序
  - 3.2.2 發(fā)送數(shù)據(jù)
4、goWebSocket 項目
- 4.1 項目說明
- 4.2 項目依賴
- 4.3 項目啟動
5、webSocket項目Nginx配置
- 5.1 為什么要配置Nginx
- 5.2 nginx配置
- 5.3 問題處理
6、壓測
- 6.1 Linux內(nèi)核優(yōu)化
- 6.2 壓測準(zhǔn)備
- 6.3 壓測數(shù)據(jù)
7、如何基于webSocket實現(xiàn)一個分布式Im
- 7.1 說明
- 7.2 架構(gòu)
- 7.3 分布式系統(tǒng)部署
8、回顧和反思
- 8.1 在其它系統(tǒng)應(yīng)用
- 8.2 需要完善、優(yōu)化
- 8.3 總結(jié)
9、參考文獻(xiàn)

1、項目說明

1.1 goWebSocket

本文將介紹如何實現(xiàn)一個基于websocket聊天(IM)分布式系統(tǒng)。

使用golang實現(xiàn)websocket通訊，單機(jī)支持百萬連接，使用gin框架、nginx負(fù)載、可以水平部署、程序內(nèi)部相互通訊、使用grpc通訊協(xié)議。

一般項目中webSocket使用的架構(gòu)圖

網(wǎng)站架構(gòu)圖

1.2 項目體驗

項目地址 gowebsocket
IM-聊天首頁或者在新的窗口打開 http://im.91vh.com/home/index
打開連接以后進(jìn)入聊天界面
多人群聊可以同時打開兩個窗口

2、介紹webSocket

2.1 webSocket 是什么

WebSocket 協(xié)議在2008年誕生，2011年成為國際標(biāo)準(zhǔn)。所有瀏覽器都已經(jīng)支持了。

它的最大特點就是，服務(wù)器可以主動向客戶端推送信息，客戶端也可以主動向服務(wù)器發(fā)送信息，是真正的雙向平等對話，屬于服務(wù)器推送技術(shù)的一種。

HTTP和WebSocket在通訊過程的比較

HTTP協(xié)議和WebSocket比較
HTTP和webSocket都支持配置證書，ws:// 無證書 wss:// 配置證書的協(xié)議標(biāo)識

HTTP協(xié)議和WebSocket比較

2.2 webSocket的兼容性

瀏覽器的兼容性，開始支持webSocket的版本

瀏覽器開始支持webSocket的版本

服務(wù)端的支持

golang、java、php、node.js、python、nginx 都有不錯的支持

Android和IOS的支持

Android可以使用java-webSocket對webSocket支持

iOS 4.2及更高版本具有WebSockets支持

2.3 為什么要用webSocket

1. 從業(yè)務(wù)上出發(fā)，需要一個主動通達(dá)客戶端的能力

目前大多數(shù)的請求都是使用HTTP，都是由客戶端發(fā)起一個請求，有服務(wù)端處理，然后返回結(jié)果，不可以服務(wù)端主動向某一個客戶端主動發(fā)送數(shù)據(jù)

服務(wù)端處理一個請求

1. 大多數(shù)場景我們需要主動通知用戶，如:聊天系統(tǒng)、用戶完成任務(wù)主動告訴用戶、一些運(yùn)營活動需要通知到在線的用戶
1. 可以獲取用戶在線狀態(tài)
1. 在沒有長連接的時候通過客戶端主動輪詢獲取數(shù)據(jù)
1. 可以通過一種方式實現(xiàn)，多種不同平臺(H5/Android/IOS)去使用

2.4 webSocket建立過程

1. 客戶端先發(fā)起升級協(xié)議的請求

客戶端發(fā)起升級協(xié)議的請求，采用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP報文格式，在報文中添加頭部信息

Connection: Upgrade表明連接需要升級

Upgrade: websocket需要升級到 websocket協(xié)議

Sec-WebSocket-Version: 13 協(xié)議的版本為13

Sec-WebSocket-Key: I6qjdEaqYljv3+9x+GrhqA== 這個是base64 encode 的值，是瀏覽器隨機(jī)生成的，與服務(wù)器響應(yīng)的 Sec-WebSocket-Accept對應(yīng)

# Request Headers
Connection: Upgrade
Host: im.91vh.com
Origin: http://im.91vh.com
Pragma: no-cache
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits
Sec-WebSocket-Key: I6qjdEaqYljv3+9x+GrhqA==
Sec-WebSocket-Version: 13
Upgrade: websocket

瀏覽器 Network

1. 服務(wù)器響應(yīng)升級協(xié)議

服務(wù)端接收到升級協(xié)議的請求，如果服務(wù)端支持升級協(xié)議會做如下響應(yīng)

Status Code: 101 Switching Protocols 表示支持切換協(xié)議

# Response Headers
Connection: upgrade
Date: Fri, 09 Aug 2019 07:36:59 GMT
Sec-WebSocket-Accept: mB5emvxi2jwTUhDdlRtADuBax9E=
Server: nginx/1.12.1
Upgrade: websocket

1. 升級協(xié)議完成以后，客戶端和服務(wù)器就可以相互發(fā)送數(shù)據(jù)

websocket接收和發(fā)送數(shù)據(jù)

3、如何實現(xiàn)基于webSocket的長連接系統(tǒng)

3.1 使用go實現(xiàn)webSocket服務(wù)端

3.1.1 啟動端口監(jiān)聽

websocket需要監(jiān)聽端口，所以需要在golang 成功的 main 函數(shù)中用協(xié)程的方式去啟動程序
main.go 實現(xiàn)啟動

go websocket.StartWebSocket()

init_acc.go 啟動程序

// 啟動程序
func StartWebSocket() {
    http.HandleFunc("/acc", wsPage)
    http.ListenAndServe(":8089", nil)
}

3.1.2 升級協(xié)議

客戶端是通過http請求發(fā)送到服務(wù)端，我們需要對http協(xié)議進(jìn)行升級為websocket協(xié)議
對http請求協(xié)議進(jìn)行升級 golang 庫gorilla/websocket 已經(jīng)做得很好了，我們直接使用就可以了
在實際使用的時候，建議每個連接使用兩個協(xié)程處理客戶端請求數(shù)據(jù)和向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，雖然開啟協(xié)程會占用一些內(nèi)存，但是讀取分離，減少收發(fā)數(shù)據(jù)堵塞的可能
init_acc.go

func wsPage(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {

    // 升級協(xié)議
    conn, err := (&websocket.Upgrader{CheckOrigin: func(r *http.Request) bool {
        fmt.Println("升級協(xié)議", "ua:", r.Header["User-Agent"], "referer:", r.Header["Referer"])

        return true
    }}).Upgrade(w, req, nil)
    if err != nil {
        http.NotFound(w, req)

        return
    }

    fmt.Println("webSocket 建立連接:", conn.RemoteAddr().String())

    currentTime := uint64(time.Now().Unix())
    client := NewClient(conn.RemoteAddr().String(), conn, currentTime)

    go client.read()
    go client.write()

    // 用戶連接事件
    clientManager.Register <- client
}

3.1.3 客戶端連接的管理

當(dāng)前程序有多少用戶連接，還需要對用戶廣播的需要，這里我們就需要一個管理者(clientManager)，處理這些事件:
記錄全部的連接、登錄用戶的可以通過 appId+uuid 查到用戶連接
使用map存儲，就涉及到多協(xié)程并發(fā)讀寫的問題，所以需要加讀寫鎖
定義四個channel ，分別處理客戶端建立連接、用戶登錄、斷開連接、全員廣播事件

// 連接管理
type ClientManager struct {
    Clients     map[*Client]bool   // 全部的連接
    ClientsLock sync.RWMutex       // 讀寫鎖
    Users       map[string]*Client // 登錄的用戶 // appId+uuid
    UserLock    sync.RWMutex       // 讀寫鎖
    Register    chan *Client       // 連接連接處理
    Login       chan *login        // 用戶登錄處理
    Unregister  chan *Client       // 斷開連接處理程序
    Broadcast   chan []byte        // 廣播 向全部成員發(fā)送數(shù)據(jù)
}

// 初始化
func NewClientManager() (clientManager *ClientManager) {
    clientManager = &ClientManager{
        Clients:    make(map[*Client]bool),
        Users:      make(map[string]*Client),
        Register:   make(chan *Client, 1000),
        Login:      make(chan *login, 1000),
        Unregister: make(chan *Client, 1000),
        Broadcast:  make(chan []byte, 1000),
    }

    return
}

3.1.4 注冊客戶端的socket的寫的異步處理程序

防止發(fā)生程序崩潰，所以需要捕獲異常
為了顯示異常崩潰位置這里使用string(debug.Stack())打印調(diào)用堆棧信息
如果寫入數(shù)據(jù)失敗了，可能連接有問題，就關(guān)閉連接
client.go

// 向客戶端寫數(shù)據(jù)
func (c *Client) write() {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Println("write stop", string(debug.Stack()), r)

        }
    }()

    defer func() {
        clientManager.Unregister <- c
        c.Socket.Close()
        fmt.Println("Client發(fā)送數(shù)據(jù) defer", c)
    }()

    for {
        select {
        case message, ok := <-c.Send:
            if !ok {
                // 發(fā)送數(shù)據(jù)錯誤 關(guān)閉連接
                fmt.Println("Client發(fā)送數(shù)據(jù) 關(guān)閉連接", c.Addr, "ok", ok)

                return
            }

            c.Socket.WriteMessage(websocket.TextMessage, message)
        }
    }
}

3.1.5 注冊客戶端的socket的讀的異步處理程序

循環(huán)讀取客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)并處理
如果讀取數(shù)據(jù)失敗了，關(guān)閉channel
client.go

// 讀取客戶端數(shù)據(jù)
func (c *Client) read() {
    defer func() {
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Println("write stop", string(debug.Stack()), r)
        }
    }()

    defer func() {
        fmt.Println("讀取客戶端數(shù)據(jù) 關(guān)閉send", c)
        close(c.Send)
    }()

    for {
        _, message, err := c.Socket.ReadMessage()
        if err != nil {
            fmt.Println("讀取客戶端數(shù)據(jù) 錯誤", c.Addr, err)

            return
        }

        // 處理程序
        fmt.Println("讀取客戶端數(shù)據(jù) 處理:", string(message))
        ProcessData(c, message)
    }
}

3.1.6 接收客戶端數(shù)據(jù)并處理

約定發(fā)送和接收請求數(shù)據(jù)格式，為了js處理方便，采用了json的數(shù)據(jù)格式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)(人類可以閱讀的格式在工作開發(fā)中使用是比較方便的)
登錄發(fā)送數(shù)據(jù)示例:

{"seq":"1565336219141-266129","cmd":"login","data":{"userId":"馬遠(yuǎn)","appId":101}}

登錄響應(yīng)數(shù)據(jù)示例:

{"seq":"1565336219141-266129","cmd":"login","response":{"code":200,"codeMsg":"Success","data":null}}

websocket是雙向的數(shù)據(jù)通訊，可以連續(xù)發(fā)送，如果發(fā)送的數(shù)據(jù)需要服務(wù)端回復(fù)，就需要一個seq來確定服務(wù)端的響應(yīng)是回復(fù)哪一次的請求數(shù)據(jù)
cmd 是用來確定動作，websocket沒有類似于http的url,所以規(guī)定 cmd 是什么動作
目前的動作有:login/heartbeat 用來發(fā)送登錄請求和連接保活(長時間沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的長連接容易被瀏覽器、移動中間商、nginx、服務(wù)端程序斷開)
為什么需要AppId,UserId是表示用戶的唯一字段，設(shè)計的時候為了做成通用性，設(shè)計AppId用來表示用戶在哪個平臺登錄的(web、app、ios等)，方便后續(xù)擴(kuò)展
request_model.go 約定的請求數(shù)據(jù)格式

/************************  請求數(shù)據(jù)  **************************/
// 通用請求數(shù)據(jù)格式
type Request struct {
    Seq  string      `json:"seq"`            // 消息的唯一Id
    Cmd  string      `json:"cmd"`            // 請求命令字
    Data interface{} `json:"data,omitempty"` // 數(shù)據(jù) json
}

// 登錄請求數(shù)據(jù)
type Login struct {
    ServiceToken string `json:"serviceToken"` // 驗證用戶是否登錄
    AppId        uint32 `json:"appId,omitempty"`
    UserId       string `json:"userId,omitempty"`
}

// 心跳請求數(shù)據(jù)
type HeartBeat struct {
    UserId string `json:"userId,omitempty"`
}

response_model.go

/************************  響應(yīng)數(shù)據(jù)  **************************/
type Head struct {
    Seq      string    `json:"seq"`      // 消息的Id
    Cmd      string    `json:"cmd"`      // 消息的cmd 動作
    Response *Response `json:"response"` // 消息體
}

type Response struct {
    Code    uint32      `json:"code"`
    CodeMsg string      `json:"codeMsg"`
    Data    interface{} `json:"data"` // 數(shù)據(jù) json
}

3.1.7 使用路由的方式處理客戶端的請求數(shù)據(jù)

使用路由的方式處理由客戶端發(fā)送過來的請求數(shù)據(jù)
以后添加請求類型以后就可以用類是用http相類似的方式(router-controller)去處理
acc_routers.go

// Websocket 路由
func WebsocketInit() {
    websocket.Register("login", websocket.LoginController)
    websocket.Register("heartbeat", websocket.HeartbeatController)
}

3.1.8 防止內(nèi)存溢出和Goroutine不回收

1. 定時任務(wù)清除超時連接
  沒有登錄的連接和登錄的連接6分鐘沒有心跳則斷開連接

client_manager.go

// 定時清理超時連接
func ClearTimeoutConnections() {
    currentTime := uint64(time.Now().Unix())

    for client := range clientManager.Clients {
        if client.IsHeartbeatTimeout(currentTime) {
            fmt.Println("心跳時間超時 關(guān)閉連接", client.Addr, client.UserId, client.LoginTime, client.HeartbeatTime)

            client.Socket.Close()
        }
    }
}

1. 讀寫的Goroutine有一個失敗，則相互關(guān)閉
  write()Goroutine寫入數(shù)據(jù)失敗，關(guān)閉c.Socket.Close()連接，會關(guān)閉read()Goroutine
  read()Goroutine讀取數(shù)據(jù)失敗，關(guān)閉close(c.Send)連接，會關(guān)閉write()Goroutine
1. 客戶端主動關(guān)閉
  關(guān)閉讀寫的Goroutine
  從ClientManager刪除連接
1. 監(jiān)控用戶連接、Goroutine數(shù)
  十個內(nèi)存溢出有九個和Goroutine有關(guān)
  添加一個http的接口，可以查看系統(tǒng)的狀態(tài)，防止Goroutine不回收
  查看系統(tǒng)狀態(tài)
1. Nginx 配置不活躍的連接釋放時間，防止忘記關(guān)閉的連接
1. 使用 pprof 分析性能、耗時

3.2 使用javaScript實現(xiàn)webSocket客戶端

3.2.1 啟動并注冊監(jiān)聽程序

js 建立連接，并處理連接成功、收到數(shù)據(jù)、斷開連接的事件處理

ws = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8089/acc");

 
ws.onopen = function(evt) {
  console.log("Connection open ...");
};
 
ws.onmessage = function(evt) {
  console.log( "Received Message: " + evt.data);
  data_array = JSON.parse(evt.data);
  console.log( data_array);
};
 
ws.onclose = function(evt) {
  console.log("Connection closed.");
};

3.2.2 發(fā)送數(shù)據(jù)

需要注意:連接建立成功以后才可以發(fā)送數(shù)據(jù)
建立連接以后由客戶端向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)示例

登錄:
ws.send('{"seq":"2323","cmd":"login","data":{"userId":"11","appId":101}}');

心跳:
ws.send('{"seq":"2324","cmd":"heartbeat","data":{}}');

ping 查看服務(wù)是否正常:
ws.send('{"seq":"2325","cmd":"ping","data":{}}');

關(guān)閉連接:
ws.close();

4、goWebSocket 項目

4.1 項目說明

本項目是基于webSocket實現(xiàn)的分布式IM系統(tǒng)
客戶端隨機(jī)分配用戶名，所有人進(jìn)入一個聊天室，實現(xiàn)群聊的功能
單臺機(jī)器(24核128G內(nèi)存)支持百萬客戶端連接
支持水平部署，部署的機(jī)器之間可以相互通訊
項目架構(gòu)圖

網(wǎng)站架構(gòu)圖

4.2 項目依賴

本項目只需要使用 redis 和 golang
本項目使用govendor管理依賴，克隆本項目就可以直接使用

# 主要使用到的包
github.com/gin-gonic/gin@v1.4.0
github.com/go-redis/redis
github.com/gorilla/websocket
github.com/spf13/viper
google.golang.org/grpc
github.com/golang/protobuf

4.3 項目啟動

克隆項目

git clone git@github.com:link1st/gowebsocket.git
# 或
git clone https://github.com/link1st/gowebsocket.git

修改項目配置

cd gowebsocket
cd config
mv app.yaml.example app.yaml
# 修改項目監(jiān)聽端口，redis連接等(默認(rèn)127.0.0.1:3306)
vim app.yaml
# 返回項目目錄，為以后啟動做準(zhǔn)備
cd ..

配置文件說明

app:
  logFile: log/gin.log # 日志文件位置
  httpPort: 8080 # http端口
  webSocketPort: 8089 # webSocket端口
  rpcPort: 9001 # 分布式部署程序內(nèi)部通訊端口
  httpUrl: 127.0.0.1:8080
  webSocketUrl:  127.0.0.1:8089


redis:
  addr: "localhost:6379"
  password: ""
  DB: 0
  poolSize: 30
  minIdleConns: 30

啟動項目

go run main.go

進(jìn)入IM聊天地址
http://127.0.0.1:8080/home/index
到這里，就可以體驗到基于webSocket的IM系統(tǒng)

5、webSocket項目Nginx配置

5.1 為什么要配置Nginx

使用nginx實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)分離，對外只暴露Nginx的Ip(一般的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)會在nginx之前加一層LVS做負(fù)載均衡)，減少入侵的可能
使用Nginx可以利用Nginx的負(fù)載功能，前端再使用的時候只需要連接固定的域名，通過Nginx將流量分發(fā)了到不同的機(jī)器
同時我們也可以使用Nginx的不同的負(fù)載策略(輪詢、weight、ip_hash)

5.2 nginx配置

使用域名 im.91vh.com 為示例，參考配置
一級目錄im.91vh.com/acc 是給webSocket使用，是用nginx stream轉(zhuǎn)發(fā)功能(nginx 1.3.31 開始支持，使用Tengine配置也是相同的)，轉(zhuǎn)發(fā)到golang 8089 端口處理
其它目錄是給HTTP使用，轉(zhuǎn)發(fā)到golang 8080 端口處理

upstream  go-im
{
    server 127.0.0.1:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
    keepalive 16;
}

upstream  go-acc
{
    server 127.0.0.1:8089 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
    keepalive 16;
}


server {
    listen       80 ;
    server_name  im.91vh.com;
    index index.html index.htm ;


    location /acc {
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_pass http://go-acc;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection $connection_upgrade;
        proxy_set_header Connection "";
        proxy_redirect off;
        proxy_intercept_errors on;
        client_max_body_size 10m;
    }

    location /
    {
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_pass http://go-im;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Connection "";
        proxy_redirect off;
        proxy_intercept_errors on;
        client_max_body_size 30m;
    }

    access_log  /link/log/nginx/access/im.log;
    error_log   /link/log/nginx/access/im.error.log;
}

5.3 問題處理

運(yùn)行nginx測試命令，查看配置文件是否正確

/link/server/tengine/sbin/nginx -t

如果出現(xiàn)錯誤

nginx: [emerg] unknown "connection_upgrade" variable
configuration file /link/server/tengine/conf/nginx.conf test failed

處理方法
在nginx.com添加

http{
    fastcgi_temp_file_write_size 128k;
..... # 需要添加的內(nèi)容

    #support websocket
    map $http_upgrade $connection_upgrade {
        default upgrade;
        ''      close;
    }

.....
    gzip on;
    
}

原因:Nginx代理webSocket的時候就會遇到Nginx的設(shè)計問題 End-to-end and Hop-by-hop Headers

6、壓測

6.1 Linux內(nèi)核優(yōu)化

設(shè)置文件打開句柄數(shù)

ulimit -n 1000000

設(shè)置sockets連接參數(shù)

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0

6.2 壓測準(zhǔn)備

待壓測，如果大家有壓測的結(jié)果歡迎補(bǔ)充
后續(xù)會出專門的教程,從申請機(jī)器、寫壓測用例、內(nèi)核優(yōu)化、得出壓測數(shù)據(jù)
關(guān)于壓測請移步 go-stress-testing，從申請機(jī)器開始，優(yōu)化內(nèi)核，部署項目壓測，解釋壓測的原理

6.3 壓測數(shù)據(jù)

項目在實際使用的時候，每個連接約占 24Kb內(nèi)存，一個Goroutine 約占11kb
支持百萬連接需要22G內(nèi)存

在線用戶數(shù)	cup	內(nèi)存	I/O	net.out
1W
10W
100W

7、如何基于webSocket實現(xiàn)一個分布式Im

7.1 說明

參考本項目源碼
gowebsocket v1.0.0 單機(jī)版Im系統(tǒng)
gowebsocket v2.0.0 分布式Im系統(tǒng)
為了方便演示，IM系統(tǒng)和webSocket(acc)系統(tǒng)合并在一個系統(tǒng)中
IM系統(tǒng)接口:
獲取全部在線的用戶，查詢單前服務(wù)的全部用戶+集群中服務(wù)的全部用戶
發(fā)送消息，這里采用的是http接口發(fā)送(微信網(wǎng)頁版發(fā)送消息也是http接口)，這里考慮主要是兩點:
1.服務(wù)分離，讓acc系統(tǒng)盡量的簡單一點，不摻雜其它業(yè)務(wù)邏輯
2.發(fā)送消息是走h(yuǎn)ttp接口，不使用webSocket連接，才用收和發(fā)送數(shù)據(jù)分離的方式，可以加快收發(fā)數(shù)據(jù)的效率

7.2 架構(gòu)

項目啟動注冊和用戶連接時序圖

用戶連接時序圖

其它系統(tǒng)(IM、任務(wù))向webSocket(acc)系統(tǒng)連接的用戶發(fā)送消息時序圖

分布是系統(tǒng)隨機(jī)給用戶發(fā)送消息

7.3 分布式系統(tǒng)部署

用水平部署兩個項目(gowebsocket和gowebsocket1)演示分部署
項目之間如何相互通訊:項目啟動以后將項目Ip、rpcPort注冊到redis中，讓其它項目可以發(fā)現(xiàn)，需要通訊的時候使用gRpc進(jìn)行通訊
gowebsocket

# app.yaml 配置文件信息
app:
  logFile: log/gin.log
  httpPort: 8080
  webSocketPort: 8089
  rpcPort: 9001
  httpUrl: im.91vh.com
  webSocketUrl:  im.91vh.com

# 在啟動項目
go run main.go

gowebsocket1

# 將第一個項目拷貝一份
cp -rf gowebsocket gowebsocket1
# app.yaml 修改配置文件
app:
  logFile: log/gin.log
  httpPort: 8081
  webSocketPort: 8090
  rpcPort: 9002
  httpUrl: im.91vh.com
  webSocketUrl:  im.91vh.com

# 在啟動第二個項目
go run main.go

Nginx配置

在之前Nginx配置項中添加第二臺機(jī)器的Ip和端口

upstream  go-im
{
    server 127.0.0.1:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
    server 127.0.0.1:8081 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
    keepalive 16;
}

upstream  go-acc
{
    server 127.0.0.1:8089 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
    server 127.0.0.1:8090 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
    keepalive 16;
}

配置完成以后重啟Nginx
重啟以后請求，驗證是否符合預(yù)期:

查看請求是否落在兩個項目上
實驗兩個用戶分別連接不同的項目(gowebsocket和gowebsocket1)是否也可以相互發(fā)送消息

關(guān)于分布式部署

本項目只是演示了這個項目如何分布式部署，以及分布式部署以后模塊如何進(jìn)行相互通訊
完全解決系統(tǒng)沒有單點的故障，還需 Nginx集群、redis cluster等

8、回顧和反思

8.1 在其它系統(tǒng)應(yīng)用

本系統(tǒng)設(shè)計的初衷就是:和客戶端保持一個長連接、對外部系統(tǒng)兩個接口(查詢用戶是否在線、給在線的用戶推送消息)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的分離
只有和業(yè)務(wù)分離可，才可以供多個業(yè)務(wù)使用，而不是每個業(yè)務(wù)都建立一個長連接

8.2 已經(jīng)實現(xiàn)的功能

gin log日志(請求日志+debug日志)
讀取配置文件完成
定時腳本，清理過期未心跳連接完成
http接口，獲取登錄、連接數(shù)量完成
http接口，發(fā)送push、查詢有多少人在線完成
grpc 程序內(nèi)部通訊，發(fā)送消息完成
appIds 一個用戶在多個平臺登錄
界面，把所有在線的人拉倒一個群里面，發(fā)送消息完成
單聊、群聊完成
實現(xiàn)分布式，水平擴(kuò)張完成
壓測腳本
文檔整理
文檔目錄、百萬長連接的實現(xiàn)、為什么要實現(xiàn)一個IM、怎么實現(xiàn)一個Im
架構(gòu)圖以及擴(kuò)展

IM實現(xiàn)細(xì)節(jié):

定義文本消息結(jié)構(gòu) 完成
html發(fā)送文本消息完成
接口接收文本消息并發(fā)送給全體完成
html接收到消息顯示到界面完成
界面優(yōu)化需要持續(xù)優(yōu)化
有人加入以后廣播全體完成
定義加入聊天室的消息結(jié)構(gòu) 完成
引入機(jī)器人待定

8.2 需要完善、優(yōu)化

登錄，使用微信登錄獲取昵稱、頭像等
有賬號系統(tǒng)、資料系統(tǒng)
界面優(yōu)化、適配手機(jī)端
消息文本消息(支持表情)、圖片、語音、視頻消息
微服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)、熔斷等
添加配置項，單臺機(jī)器最大連接數(shù)量

8.3 總結(jié)

雖然實現(xiàn)了一個分布式在聊天的IM，但是有很多細(xì)節(jié)沒有處理(登錄沒有鑒權(quán)、界面還待優(yōu)化等)，但是可以通過這個示例可以了解到:通過WebSocket解決很多業(yè)務(wù)上需求
本文雖然號稱單臺機(jī)器能有百萬長連接(內(nèi)存上能滿足)，但是實際在場景遠(yuǎn)比這個復(fù)雜(cpu有些壓力)，當(dāng)然了如果你有這么大的業(yè)務(wù)量可以購買更多的機(jī)器更好的去支撐你的業(yè)務(wù)，本程序只是演示如何在實際工作用使用webSocket.
參考本文，你可以實現(xiàn)出來符合你需要的程序

9、參考文獻(xiàn)

維基百科 WebSocket

阮一峰 WebSocket教程

WebSocket協(xié)議：5分鐘從入門到精通

go-stress-testing 單臺機(jī)器100w連接壓測實戰(zhàn)

github 搜:link1st 查看項目 gowebsocket

https://github.com/link1st/gowebsocket

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