RabbitMQ高阶使用消息推送

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1 从打车开始说起

我们把滴滴打车的流程简化下

1. 登录app后点击打车开始进行打车
2. 打车服务开始为司机派单
3. 司机接单后开始给来接驾
4. 上车乘客后处于行程中
5. 行程结束后完成本次打车服务

1.1 需要解决的问题

我们需要实现派单服务，用户发送打车订单后需要进行进行派单，如果在指定时间内没有找到司机就会收到派单超时的通知，并且能够实时查看当前排队的抢单人数

下面我们来介绍下涉打车涉及到的一些问题

1.2 消息推送

我们需要将我们的异步处理结构返回到客户端，我们的客户端是使用的websocket连接的，因为websocket是点对点连接的，连接到一台固定的通知服务后，只能从这一台通知服务来获取数据，因为我们的通知服务允许分布式部署，这个问题改如何解决？

2 消息推送

2.1 什么是消息推送

当我们使用http协议探知服务器上是否有内容更新，就必须频繁的从客户端到服务器端进行确认，而http一下的这些标准会成为一个瓶颈：

• 一条连接上只可以发送一个请求
• 请求只能从客户端开始，客户端不可以接收除了响应以外的指令
• 请求 / 响应首部未经过压缩就直接进行传输，首部的信息越多，那么延迟就越大。
• 发送冗长的首部，每次互相发送相同的首部造成的浪费越多
• 可以任意选择数据压缩格式，非强制压缩发送

2.2 方案介绍

2.2.1 ajax短轮询

Ajax（异步的javascript与xml技术）是一种有效利用javascript和dom的操作，以达到局部web页面的提花和加载的异步通信手段，和以前的同步通信相比，他只更新一部分页面，相应中传输饿数据量会因此的减少

Ajax轮询的原理是，让浏览器每隔一段时间就发送一次请求，询问服务器是否有新消息，而利用ajax实时的从服务器获取内容，有可能导致大量的请求产生。

	特点：实现简单、短连接、数据同步不及时、对服务器资源会造成一定压力，此模式广泛应用于：扫描登录、扫码支付、天气更新等（腾讯、京东、阿里一直都在沿用此技术并日渐成熟和稳定）

2.2.2 长轮询

原理和Ajax轮询差不多，都是采用轮询的方式，不过采用的是阻塞模型

	也就是说，当客户端发起连接后，如果服务器端内容没有更新，将响应至于挂起状态，一直不回复response给客户端，知道有内容更新，再返回响应。

	虽然可以做到实时更新，但是为了保留响应，一次连接饿持续时间也变长了，期间为了维持连接会消费更多的资源，需要有很高的并发，也就是说同时接待客户的能力

	从上面两种方式中，其实可以看出是再不断的建立http连接，然后等待服务器处理，可以体现出了http的特点：**被动性**，即：请求只能由客户端发起，服务器端不能主动联系客户端。

	特点：无需浏览器或APP端任何单独插件支持、长连接，减少网络(三次)握手和四次挥手、对服务器资源要求较高等，此模式常用于实时消息轮播、金融数据即时刷新、数据图表实时刷新等，JAVA服务器端一般采用Servlet3支持的异步任务、延时结果（DeferedResult）等手段实现。

2.2.3 WebSocket

WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议

	WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输

2.3 WS实现消息推送

通过上面我们实现了延时任务处理以及派单排队，但是如果将我们的异步处理结果推送给客户端呢

我们就需要使用消息推送技术，需要完成一下功能

• 将消息推送到指定的用户
• 对于未上线用户需要暂存数据，上线后推送

2.3.1 架构介绍

因为websocket是点对点的，而服务间调用是轮询的，无法实现微服务之间点对点的消息推送，我们使用定时任务来实现消息推送

1. 调用接口先将消息暂存到MongoDB中
2. 轮询任务首先拉取当前在线人员列表
3. 轮询任务通过在线人员列表到MongoDB中拉取在线用户的通知消息
4. 将消息通过WS推送到指定的用户

2.3.2 暂存数据

通过MongoDB将我们的消息数据暂存到数据库中，可以完成对于未上线消息暂存以及对分布式websocket的数据调度

2.3.2.1 什么是MongoDB

	MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

2.3.2.2 插入数据

@Override
public void addMessage(PushMessage message) {
    mongoTemplate.save(message);
}

2.3.2.3 查询数据

@Override
public List<PushMessage> getMessageByUserNames(List<String> userNameList) {
    Query query = new Query(Criteria.where("username").in(userNameList));
    return mongoTemplate.findAllAndRemove(query, PushMessage.class);
}

2.4.1 轮询任务

轮询任务就是不断的搜索检查是否有新的消息，然后交给WS进行处理

2.4.1.1 代码实现

使用pull方式将MongoDB中的在线用户的暂存消息取出来，推送给在线用户

/**
 * 定时任务 推送暂存消息
 */
@Component
public class ScheduledTask {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ScheduledTask.class);

    @Autowired
    private PushService pushService;

    private static final ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);

    @Autowired
    private WebSocketServer webSocketServer;

    @PostConstruct
    public void init() {
        executorService.execute(() -> {
            autoPushMessage();
        });

    }


    /**
     * 自动推送消息
     */
    public void autoPushMessage() {
        //轮询并发送消息
        PollingRound.pollingPull(() -> {
            //获取最新需要推送的消息
            List<PushMessagePO> pushMessagesList = getPushMessages();
            //校验消息
            if (null != pushMessagesList && !pushMessagesList.isEmpty()) {
                logger.debug("推送消息线程工作工作中,推送数据条数:{}", pushMessagesList.size());
                //推送消息
                webSocketServer.pushMessage(pushMessagesList);
                return PollingRound.delayLoop(100);
            }
            logger.debug("推送消息线程工作工作中,推送数据条数:{}", 0);
            return PollingRound.delayLoop(1000);
        });
    }

    public List<PushMessagePO> getPushMessages() {
        List<String> userNameList = webSocketServer.getInLineAccountIds();
        if (null != userNameList && !userNameList.isEmpty()) {
            //在MongoDB中获取当前在线用户的暂存消息
            List<PushMessagePO> pushMessageList = pushService.getMessageByAccountIds(userNameList);
            //返回消息
            return pushMessageList;
        }
        return null;
    }
}