近年,不论是正在快速增长的直播,远程教育以及IM聊天场景,还是在常规企业级系统中用到的系统提醒,对websocket的需求越来越大,对websocket的要求也越来越高。从早期对websocket的应用仅限于少部分功能和即时通讯等特殊场景,逐步发展为追求支持高并发,百万,千万级每秒通讯的高可用websocket服务。
面对各种新场景对websocket功能和性能越来越高的需求,不同的团队有不同的选择,有的直接使用由专业团队开发的成熟稳定的第三方websocket服务,有些则选择自建websocket服务。
作为一个具有多年websocket开发经验的老程序猿,经历了GoEasy企业级websocket服务从无到有,从小到大的过程,此文是根据过去几年在GoEasy开发过程中踩过的坑,以及为众多开发团队提供websocket服务,与众多开发者交流中的总结的一些经验和体会。
这次主要从搭建websocket服务的基本功能和特性方面做一些分享,下次有机会再从构建一个高可用websocket时要面对的高并发,海量消息,集群容灾,横向扩展,以及自动化运维等方面进更多的分享。
以下几点是个人认为在构建websocket服务时必须要考虑的一些技术特性以及能显著提高用户体验的功能,供各位同学参考:
<强> 1。建立心跳机制
心跳机制几乎是所有网络编程的第一步,经常容易被新手忽略。因为在websocket长连接中,客户端和服务端并不会一直通信,如果双方长期没有沟通则都不清楚彼此当前状态,所以需要发送一段很小的报文告诉对方”我还活着”。另外还有两个目的:
服务端检测到某个客户端迟迟没有心跳过来可以主动关闭通道,让它下线;
客户端检测到某个服务端迟迟没有响应心跳也能重连获取一个新的连接。
<强> 2。建立具有良好兼容性的客户端SDK
虽说现在主流浏览器都支持websocket,但在编码中还是会遇到浏览器兼容性问题,而且通过websocket通信的客户端早已不仅限于各种网页浏览器,还包括越来越多的应用,小程序。因此就要求构建的websocket服务必须能够很友好的支持各种客户端。最好的方式就是构建一个能够兼容所有主流浏览器,小程序和应用,以及uni-app, vue, react-native等目前常见的各种前端框架的客户端SDK,这样不论公司的各个项目使用什么样的前端技术,都能够快速的集成websocket服务。
<强> 3。断网自动重连和消息补发机制
移动互联网时代,终端用户所处的网络环境多样且复杂,如用户进出电梯,出入地下室或地铁等网络不稳定的场所,或其他原因导致的网络不稳定都是很常见的场景,因此,一个可靠的websocket服务必须具备完善的断网自动重连机制。确保断网后,网络一旦恢复,能第一时间自动重新建立长连接,并且能够立即补发在网络不稳定期间发送的消息。
<>强4。离线消息
基础的Websocket通讯从技术上来说,消息送达的前提条件就是建立起一个长连接,没有建立网络连接就来讨论通讯那是耍流氓。但是从使用者的角度上来说,随手关闭浏览器,或者将小程序,应用进程直接杀掉而导致网络连接断开的情况是随时都在发生的。然后我们下意识的期待,就是我下次打开浏览器访问网页,或者打开应用程序时,能够收到用户离开系统期间的所有信息。从技术上这是一个跟Websocket没有多大关系的需求,但实际上却是Websocket服务不可或缺的基本特性,也是一个能够极大提升用户体验的功能。
<强> 5。上下线提醒,客户端在线列表
掌握当前系统有哪些用户在线,捕捉用户上下线事件,是搭建一个企业级websocket服务,必不可少的特性,尤其是开发我和游戏类产品。
<强> 6。支持历史消息查询
websocket服务,某种意义也是属于一个消息系统,对于历史消息的查询需求,是无法绕开的话题。比如IM系统中常见的历史消息,因此在websocket服务内部实现一个高速,可靠的消息队列机制来支持websocket服务实现历史消息的查询就是一个必须的工作。
<强> 7。消息的压缩机制
不论是为了保证消息通讯的速度和实时性,还是为了节约流量和带宽费用,或者是出于提高网卡的使用效率和增加系统的吞吐量,在通讯过程中对消息进行必要的压缩都是必不可少的。
除了需要考虑以上七点以外,笔者认为,还有几个问题也是很值得初学者积极关注的:
<强> 1。缓存和持久化
选择合适的消息缓存机制,是企业级websocket服务保证性能必须要考虑的问题。
