从构建分布式秒杀系统聊聊WebSocket推送通知 荐

前言

秒杀架构到后期，我们采用了消息队列的形式实现抢购逻辑，那么之前抛出过这样一个问题：消息队列异步处理完每个用户请求后，如何通知给相应用户秒杀成功？

场景映射

首先，我们举一个生活中比较常见的例子：我们去银行办理业务，一般会选择相关业务打印一个排号纸，然后就可以坐在小板凳上玩着手机，等待被小喇叭报号。当小喇叭喊到你所持有的号码，就可以拿着排号纸去柜台办理自己的业务。

这里，假设当我们取排号纸的时候，银行根据时间段内的排队情况，比较人性化的提示用户：排队人数较多，您是否继续等待？否的话我们可以换个时间段再来办理。

由此我们把生活场景映射到真实的秒杀业务逻辑中来：

• 我们可以把柜台比喻成商品下单处理逻辑单元
• 拿到排号纸说明你进入相应商品处理队列
• 拿到排号纸的请求直接返回前台，提示用户抢购进行中
• 排号纸进入队列后，等待商品业务处理逻辑
• 小喇叭叫到自己的排号相当于服务端通知用户秒杀成功，这时候可以进行支付逻辑
• 那些拿不到票号的同学，相当于队列已满直接返回秒杀失败

解决方案

通过上面的场景，我们很容易能够想到一种方案就是服务端通知，那么如何做到服务端异步通知的呢？下面，主角开始登场了，就是我们的Websocket。

WebSocket是HTML5开始提供的一种浏览器与服务器间进行全双工通讯的网络技术。依靠这种技术可以实现客户端和服务器端的长连接，双向实时通信。

特点:

• 异步、事件触发
• 可以发送文本，图片等流文件
• 数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效
• 使用ws或者wss协议的客户端socket，能够实现真正意义上的推送功能

缺点：

• 部分浏览器不支持，浏览器支持的程度与方式有区别，需要各种兼容写法。

集成案例

由于我们的秒杀架构项目案例中使用了SpringBoot，因此集成webSocket也是相对比较简单的。

首先pom.xml引入以下依赖：

<!-- webSocket 秒杀通知-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>

WebSocketConfig 配置：

/**
 * WebSocket配置
 * 创建者  爪哇笔记
 * 创建时间 2018年5月29日
 */
@Configuration  
public class WebSocketConfig {  
    @Bean  
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {  
        return new ServerEndpointExporter();  
    }  
}

WebSocketServer 配置：

@ServerEndpoint("/websocket/{userId}")
@Component
public class WebSocketServer {
    private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(WebSocketServer.class);
    //静态变量，用来记录当前在线连接数。应该把它设计成线程安全的。
    private static int onlineCount = 0;
    //concurrent包的线程安全Set，用来存放每个客户端对应的MyWebSocket对象。
    private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSocketSet = new CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer>();

    //与某个客户端的连接会话，需要通过它来给客户端发送数据
    private Session session;

    //接收userId
    private String userId="";
    /**
     * 连接建立成功调用的方法*/
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session,@PathParam("userId") String userId) {
        this.session = session;
        webSocketSet.add(this);     //加入set中
        addOnlineCount();           //在线数加1
        log.info("有新窗口开始监听:"+userId+",当前在线人数为" + getOnlineCount());
        this.userId=userId;
        try {
             sendMessage("连接成功");
        } catch (IOException e) {
            log.error("websocket IO异常");
        }
    }

    /**
     * 连接关闭调用的方法
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        webSocketSet.remove(this);  //从set中删除
        subOnlineCount();           //在线数减1
        log.info("有一连接关闭！当前在线人数为" + getOnlineCount());
    }

    /**
     * 收到客户端消息后调用的方法
     * @param message 客户端发送过来的消息*/
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        log.info("收到来自窗口"+userId+"的信息:"+message);
        //群发消息
        for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
            try {
                item.sendMessage(message);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * @param session
     * @param error
     */
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        log.error("发生错误");
        error.printStackTrace();
    }
    /**
     * 实现服务器主动推送
     */
    public void sendMessage(String message) throws IOException {
        this.session.getBasicRemote().sendText(message);
    }
    /**
     * 群发自定义消息
     * */
    public static void sendInfo(String message,@PathParam("userId") String userId){
        log.info("推送消息到窗口"+userId+"，推送内容:"+message);
        for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
            try {
                //这里可以设定只推送给这个userId的，为null则全部推送
                if(userId==null) {
                    item.sendMessage(message);
                }else if(item.userId.equals(userId)){
                    item.sendMessage(message);
                }
            } catch (IOException e) {
                continue;
            }
        }
    }

    public static synchronized int getOnlineCount() {
        return onlineCount;
    }

    public static synchronized void addOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount++;
    }

    public static synchronized void subOnlineCount() {
        WebSocketServer.onlineCount--;
    }
}

KafkaConsumer 消费配置，通知用户是否秒杀成功：

/**
 * 消费者 spring-kafka 2.0 + 依赖JDK8
 * @author 科帮网 By https://blog.52itstyle.com
 */
@Component
public class KafkaConsumer {
    @Autowired
    private ISeckillService seckillService;

    private static RedisUtil redisUtil = new RedisUtil();
    /**
     * 监听seckill主题,有消息就读取
     * @param message
     */
    @KafkaListener(topics = {"seckill"})
    public void receiveMessage(String message){
        //收到通道的消息之后执行秒杀操作
        String[] array = message.split(";"); 
        if(redisUtil.getValue(array[0])!=null){//control层已经判断了，其实这里不需要再判断了
            Result result = seckillService.startSeckil(Long.parseLong(array[0]), Long.parseLong(array[1]));
            if(result.equals(Result.ok())){
                WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒杀成功");//推送给前台
            }else{
                WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒杀失败");//推送给前台
                redisUtil.cacheValue(array[0], "ok");//秒杀结束
            }
        }else{
            WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒杀失败");//推送给前台
        }
    }
}

webSocket.js 前台通知逻辑：

$(function(){
    socket.init();
});
var basePath = "ws://localhost:8080/seckill/";
socket = {
    webSocket : "",
    init : function() {
        //userId：自行追加
        if ('WebSocket' in window) {
            webSocket = new WebSocket(basePath+'websocket/1'); 
        } 
        else if ('MozWebSocket' in window) {
            webSocket = new MozWebSocket(basePath+"websocket/1");
        } 
        else {
            webSocket = new SockJS(basePath+"sockjs/websocket");
        }
        webSocket.onerror = function(event) {
            alert("websockt连接发生错误，请刷新页面重试!")
        };
        webSocket.onopen = function(event) {

        };
        webSocket.onmessage = function(event) {
            var message = event.data;
            alert(message)//判断秒杀是否成功、自行处理逻辑
        };
    }
}

客户端API

客户端与服务器通信

• send() 向远程服务器发送数据
• close() 关闭该websocket链接

监听函数

• onopen 当网络连接建立时触发该事件
• onerror 当网络发生错误时触发该事件
• onclose 当websocket被关闭时触发该事件
• onmessage 当websocket接收到服务器发来的消息的时触发的事件，也是通信中最重要的一个监听事件。msg.data

readyState属性

这个属性可以返回websocket所处的状态。

• CONNECTING(0) websocket正尝试与服务器建立连接
• OPEN(1) websocket与服务器已经建立连接
• CLOSING(2) websocket正在关闭与服务器的连接
• CLOSED(3) websocket已经关闭了与服务器的连接

开源方案

goeasy

GoEasy实时Web推送，支持后台推送和前台推送两种：后台推送可以选择Java SDK、 Restful API支持所有开发语言；前台推送：JS推送。无论选择哪种方式推送代码都十分简单（10分钟可搞定）。由于它支持websocket 和polling两种连接方式所以兼顾大多数主流浏览器，低版本的IE浏览器也是支持的。

地址： http://goeasy.io/

Pushlets

Pushlets 是通过长连接方式实现“推”消息的。推送模式分为：Poll（轮询）、Pull（拉）。

地址： http://www.pushlets.com/

Pushlet

Pushlet 是一个开源的 Comet 框架,Pushlet 使用了观察者模型：客户端发送请求，订阅感兴趣的事件；服务器端为每个客户端分配一个会话 ID 作为标记，事件源会把新产生的事件以多播的方式发送到订阅者的事件队列里。

地址： https://github.com/wjw465150/Pushlet

总结

其实前面有提过，尽管WebSocket有诸多优点，但是，如果服务端维护很多长连接也是挺耗费资源的，服务器集群以及览器或者客户端兼容性问题，也会带来了一些不确定性因素。大体了解了一下各大厂的做法，大多数都还是基于轮询的方式实现的，比如：腾讯PC端微信扫码登录、京东商城支付成功通知等等。

有些小伙伴可能会问了，轮询岂不是会更耗费资源？其实在我看来，有些轮询是不可能穿透到后端数据库查询服务的，比如秒杀，一个缓存标记位就可以判定是否秒杀成功。相对于WS的长连接以及其不确定因素，在秒杀场景下，轮询还是相对比较合适的。

思考

最后，思考一个问题：100件商品，假如有一万人进行抢购，该如何设置队列长度？

秒杀案例： https://gitee.com/52itstyle/spring-boot-seckill

参考

https://blog.52itstyle.com/archives/736/

https://www.xoriant.com/blog/mobility/websocket-web-stateful-now.html