消息传输推与拉的比较

前言

在服务器与客户端进行信息传输的时候，是客户端从服务器拉去消息，还是服务器往客户端推送消息，这是在设计一个需要网络通讯系统需要考虑的问题。
本文将介绍推与拉这两种交互方式的优缺点，和一些案例经典的框架是如何选择推和拉的形式的。

push vs. pull

推和拉都有各自的优缺点，先说推、拉的实现。推一般情况下是服务端与客户端维护了长连接，服务端使用这个长连接进行的消息推送。而拉则是客户端采用轮询的方式定期查看服务端是否有消息变更，如果有就拉去下来。
这就是简单的推和拉的实现，他们的优缺点也比较明显。推的优势在于实时性很高，当服务端发送信息变更之后由服务端主动推送这样的实时性是非常高的。而缺点在于消息都是由服务端主动推送，当服务端很频繁的推送消息的时候，由于客户端的处理速度是不同的，由服务端去推送消息目的是为了让信息及时发送给客户端提高客户端的消费速率，但是当客户端的处理速度低于服务端的推送速度，客户端往往会不堪重负。
而拉的优点在于，由客户端按照自身的处理情况按照一定的周期去服务器拉去信息，这样就不会出现服务端压死客户端的情况。但是拉的形式有一个问题是你拉去的周期是多少？周期太长，服务端与客户端的消息延迟最坏情况就是一个周期，周期太短，当服务端没有信息的时候会导致长期的空轮训。基于这个问题我们可以采用长轮询去解决，客户端会一直阻塞直到服务端有数据才返回。

push vs poll

案列分析

上面介绍了推和拉的实现和各自的优缺点，这里将列举一些经典框架，看它们是如何选择的，这样也会加深对推和拉的认识。

kafka

kafak作为消息队列，采用的是生产者往broker推消息，消费者往broker拉消息。为什么消费者采用的是拉的形式？上面分析过，如果采用推的形式，各个消费者的消费速率是不同的很可能将客户端压垮。而且采用推在消息系统中还有另外一个不好的点，因为kafak为了提高吞吐量，消息都是批量发送和批量消费，当服务端不知道下游的消费速率的时候，将系统调整为低延迟状态，这就会导致一次只发送一条消息，以至于传输的数据不再被缓冲，这种方式是极度浪费的。 因为 消费者 总是将所有可用的（或者达到配置的最大长度）消息 pull 到 log 当前位置的后面，从而使得数据能够得到最佳的处理而不会引入不必要的延迟。

apollo

apollo作为配置中心，当我们更改了配置之后，服务端能够及时的将变动通知给客户端，apollo采用的就是拉的形式，下面是apollo客户端获取变更的步骤：

1. 客户端会发起一个Http请求到Config Service的notifications/v2接口，也就是NotificationControllerV2，参见RemoteConfigLongPollService
2. NotificationControllerV2不会立即返回结果，而是通过Spring DeferredResult把请求挂起
3. 如果在60秒内没有该客户端关心的配置发布，那么会返回Http状态码304给客户端
4. 如果有该客户端关心的配置发布，NotificationControllerV2会调用DeferredResult的setResult方法，传入有配置变化的namespace信息，同时该请求会立即返回。客户端从返回的结果中获取到配置变化的namespace后，会立即请求Config Service获取该namespace的最新配置。

不同于传统的pull，apollo采用的是 long pull，简单来说传统的pull当服务端没有消息的时候会立即返回，而long pull在服务端没有变动的时候会将请求挂起，直到有数据或者请求超时才返回请求。这有点类似于jdk中的阻塞队列BlockingQueue调用poll方法会一直阻塞当前线程直到有数据返回，只不过这个是跨进程的。
配置中心对于变更的实时性要求不是很高，所以apollo采用了拉的形式，而且为了避免客户端的空轮训采用长轮询的方式。

zookeeper

zookeeper作为分布式协调框架，提供丰富的功能，其中一个就是watcher机制。Watcher是zookeeper中很重要的功能。客户端通过对znode创建watcher当节点发生变化的时候(节点删除、数据更改、子节点变化等)，ZooKeeper将会通知注册Watcher的客户端节点已经变更。
zookeeper实现watcher采用的是推和拉结合的方式，节点的变化是需要实时通知的所以采用推的模式，但是zookeeper这里推送的信息只是节点的变化事情，告诉客户端这个节点发生了变动，而非推送这次变动的信息。具体的变动信息是客户端按照自己的需要去从服务端拉去变动的信息。采用这样方式每次变动只需要传输少量数据，减少变动通知的IO传输。

总结

经过分析了kafka、apollo、zookeeper三个案例之后，发现推和拉并没有什么绝对的使用场景，还是需要在自己特定的创建选择合适的方法，必要时候两个也可以同时存在，适合自己才是最好的。