Springboot怎么实现WebSocket通信（二）

前言

上一篇文章分享了单机模式下，websocket的基本使用方法，但在实际的业务中，通常是不会这样使用的，大部项目都是分布式部署的，一个工程布署了多个服务节点，前端并不直接请求具体服务节点，而是先到nginx或其他代理服务器，通过nginx的负载均衡机制再转发到具体的服务节点。这种场景下，产生了几个问题：

第一，前端发起websocket连接时，是应该先连接到nginx，再由nginx转发到具体的节点？还是直接连接到具体的服务节点？

第二，nginx作为后端服务节点的代理者，nginx如何配置才能实现websocket协议的连接请求的转发？

第三，同一浏览器端发起的同一个websocket请求的session如何在多个服务节点之间实现共享？

这篇文章来和大家分享一下，实际业务开发中如何解决上述问题。

分布式场景下的websocket的工作流程

实际业务开发中，大部分项目都是采用前后端分离的开发方式和部署方式，对于http请求来说，通常是浏览器端作为客户端向服务器端发起http请求，http请求会先到nginx，经过nginx的负载均衡机制处理后，最终会把http请求转发到众多服务节点中的一个，完成业务逻辑处理后，把结果响应到客户端，客户端收到数据后渲染在浏览器中。

而对于websocket协议来说，分布式场景下的工作流程和http也比较类似，只是协议本身来说各有各的不同，前端浏览器在向服务器端发起websocket连接时，连接请求也是先到nginx上，由nginx来完转发，最终会有一个服务节点与浏览器端建立websocket连接；

浏览器端与服务器端建立websocket连接后，浏览器端和服务器端就之间操持了一个真正的长连接，浏览器端可以给服务器端发送消息，服务器端也可以给浏览器端发送消息了；

nginx与websocket

nginx从1.3版本开始是支持websocket协议的，虽然websocket协议与http协议不同，但是websocket建立连接前的握手与http是兼容的，HTTP升级机制使用Connection头Upgrade将连接从http升级到websocket；

如果nginx要实现分布式场景下websocket连接的转发，需要额外的配置，实现浏览器端和服务器端之间建立隧道，额外的配置即Upgrade的相关配置，nginx.conf的配置如下：

worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;


    sendfile        on;
    
keepalive_timeout  65;

    upstream lezu{
         #模拟的服务节点1
    server 127.0.0.1:8080 weight=1;
         #模拟的服务节点2
    server 127.0.0.1:8081 weight=1;
        }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;



        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        proxy_pass http://lezu;
        # 重点的两行配置
            # 将nginx的请求头从http升级到websocket.
              proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
              #进行nginx连接websocket
            proxy_set_header Connection "upgrade";
            
            }

        

         error_page   500 502 503 504  /50x.html;
         location = /50x.html {
            root   html;
            }

       

       

       
    }

}

浏览器端在发起websocket连接请求时，请求的服务器端地址是nginx的代理地址，连接建立后的消息发送、接收以及连接关闭等具体的使用方法和单机模式下是一模一样的；

session共享

通过nginx的关于websocket协议的相关配置后，浏览器端与服务器端一个具体的服务节点建立了websocket连接，但这里需要特别注意的是，如果服务器端主动发消息给浏览器端就会用到session，这个session是javax.websocket.Session，是不能序列化的，所以不能像http请求中把session放入到缓存中间件中来实现共享，这样就会出现下面的情况：两个浏览器端用户A和B可能会连接到两个不同的服务节点上，这个时候如果用户A想给用户B发一个消息就有问题了，用户A的websocket连接的session在服务节点1，用户B的websocket连接的session在服务节点2，session又是jvm级别的，无法实现共享，那么用户A和B之间是无法通信的。

解决这个问题的思路也很简单，实际上是没有太好的办法了，具体就是：

1、在上一篇文章里，浏览器端与服务器端成功建立websocket连接后，会把连接信息包含session缓存起来；

2、用户A的消息发送到服务器端的服务节点1时，服务节点1利用第三方的消息中间件的发布订阅模式，这里以redis为例，对其他节点广播该消息；

3、所有的服务节点都订阅这个主题的消息，收到订阅消息的服务节点，再根据消息的接收方身份标识查找接收方与服务器端的session，如果接收方与服务器端的连接没有中断，一定可以找到用户B与服务器端的websocke连接的session，找到之后就可以把消息发送给用户B了；

WebSocket业务场景

基于websocket的通信特点，大概的应用场景有：

1、在线聊天，实时消息发送；

2、视频弹幕实时更新；

3、重要通知、资讯的实时更新；

当然，实际的业务场景不止这些，有的场景需要考虑websocket session共享的问题，有的则不需要，但是在设计相关业务功能实现方案的时候，一定得考虑到websocket session共享的问题；

总结

至此，websocket的使用方法以及如何应用到实际的业务开发中的坑算是填平了。在这两篇文章的输出过程中，除了websocket本身，我get到了两点：

1、学习是一个循序渐进的过程，先学会基本使用，再深入研究更高级的用法，会比较容易且符合自然的思考逻辑；

2、任何一个相对比较新的东西，如果没有正式应用到生产的经验，则一定要根据实际业务场景反复思考、认证、测试，做出最合理的设计；

其实这篇文章还有另外一个坑未真，那就是只考虑了session共享的问题，还未考虑实际业务场景中高并发高可用情况下，websocket资源消耗与评估的问题，这个坑就靠开发和测试的同学在做压力测试的时候填上了。