從構建分散式秒殺系統聊聊WebSocket推送通知

tianxiaoxu發表於2018-07-20

摘要：

前言秒殺架構到後期，我們採用了訊息佇列的形式實現搶購邏輯，那麼之前丟擲過這樣一個問題：訊息佇列非同步處理完每個使用者請求後，如何通知給相應使用者秒殺成功？場景對映首先，我們舉一個生活中比較常見的例子：我們去銀行辦理業務，一般會選擇相關業務列印一個排號紙，然後就可以坐在小板凳上玩著手機，等待被小喇叭報號。

前言

秒殺架構到後期，我們採用了訊息佇列的形式實現搶購邏輯，那麼之前丟擲過這樣一個問題：訊息佇列非同步處理完每個使用者請求後，如何通知給相應使用者秒殺成功？

場景對映

首先，我們舉一個生活中比較常見的例子：我們去銀行辦理業務，一般會選擇相關業務列印一個排號紙，然後就可以坐在小板凳上玩著手機，等待被小喇叭報號。當小喇叭喊到你所持有的號碼，就可以拿著排號紙去櫃檯辦理自己的業務。

這裡，假設當我們取排號紙的時候，銀行根據時間段內的排隊情況，比較人性化的提示使用者：排隊人數較多，您是否繼續等待？否的話我們可以換個時間段再來辦理。

由此我們把生活場景對映到真實的秒殺業務邏輯中來：

我們可以把櫃檯比喻成商品下單處理邏輯單元
拿到排號紙說明你進入相應商品處理佇列
拿到排號紙的請求直接返回前臺，提示使用者搶購進行中
排號紙進入佇列後，等待商品業務處理邏輯
小喇叭叫到自己的排號相當於服務端通知使用者秒殺成功，這時候可以進行支付邏輯
那些拿不到票號的同學，相當於佇列已滿直接返回秒殺失敗

解決方案

通過上面的場景，我們很容易能夠想到一種方案就是服務端通知，那麼如何做到服務端非同步通知的呢？下面，主角開始登場了，就是我們的Websocket。

WebSocket是HTML5開始提供的一種瀏覽器與伺服器間進行全雙工通訊的網路技術。依靠這種技術可以實現客戶端和伺服器端的長連線，雙向實時通訊。

特點:

非同步、事件觸發
可以傳送文字，圖片等流檔案
資料格式比較輕量，效能開銷小，通訊高效
使用ws或者wss協議的客戶端socket，能夠實現真正意義上的推送功能

缺點：

部分瀏覽器不支援，瀏覽器支援的程度與方式有區別，需要各種相容寫法。

整合案例

由於我們的秒殺架構專案案例中使用了SpringBoot，因此整合webSocket也是相對比較簡單的。

首先pom.xml引入以下依賴：

<!-- webSocket 秒殺通知-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>複製程式碼

WebSocketConfig 配置：

/**
 * WebSocket配置
 * 建立者  爪哇筆記
 * 建立時間    2018年5月29日
 */
@Configuration  
public class WebSocketConfig {  
    @Bean  
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {  
        return new ServerEndpointExporter();  
    }  
} 複製程式碼

WebSocketServer 配置：

@ServerEndpoint("/websocket/{userId}")
@Component
public class WebSocketServer {
    private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(WebSocketServer.class);
    //靜態變數，用來記錄當前線上連線數。應該把它設計成執行緒安全的。
    private static int onlineCount = 0;
    //concurrent包的執行緒安全Set，用來存放每個客戶端對應的MyWebSocket物件。
    private static CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer> webSocketSet = new 
CopyOnWriteArraySet<WebSocketServer>();

    //與某個客戶端的連線會話，需要通過它來給客戶端傳送資料
    private Session session;

    //接收userId
    private String userId="";
    /**
     * 連線建立成功呼叫的方法*/
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session,@PathParam("userId") String userId) {
        this.session = session;
        webSocketSet.add(this);     //加入set中
        addOnlineCount();           //線上數加1
        log.info("有新視窗開始監聽:"+userId+",當前線上人數為" + getOnlineCount());
        this.userId=userId;
        try {
             sendMessage("連線成功");
        } catch (IOException e) {
            log.error("websocket IO異常");
        }
    }

    /**
     * 連線關閉呼叫的方法
     */
    @OnClose
    public void onClose() {
        webSocketSet.remove(this);  //從set中刪除
        subOnlineCount();           //線上數減1
        log.info("有一連線關閉！當前線上人數為" + getOnlineCount());
    }

    /**
     * 收到客戶端訊息後呼叫的方法
     * @param message 客戶端傳送過來的訊息*/
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        log.info("收到來自視窗"+userId+"的資訊:"+message);
        //群發訊息
        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("發生錯誤");
        error.printStackTrace();
    }
    /**
     * 實現伺服器主動推送
     */
    public void sendMessage(String message) throws IOException {
        this.session.getBasicRemote().sendText(message);
    }
    /**
     * 群發自定義訊息
     * */
    public static void sendInfo(String message,@PathParam("userId") String userId){
        log.info("推送訊息到視窗"+userId+"，推送內容:"+message);
        for (WebSocketServer item : webSocketSet) {
            try {
                //這裡可以設定只推送給這個userId的，為null則全部推送
                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--;
    }
}複製程式碼

KafkaConsumer 消費配置，通知使用者是否秒殺成功：

/**
 * 消費者 spring-kafka 2.0 + 依賴JDK8
 * @author 科幫網 By https://blog.52itstyle.com
 */
@Component
public class KafkaConsumer {
    @Autowired
    private ISeckillService seckillService;
    
    private static RedisUtil redisUtil = new RedisUtil();
    /**
     * 監聽seckill主題,有訊息就讀取
     * @param message
     */
    @KafkaListener(topics = {"seckill"})
    public void receiveMessage(String message){
        //收到通道的訊息之後執行秒殺操作
        String[] array = message.split(";"); 
        if(redisUtil.getValue(array[0])!=null){//control層已經判斷了，其實這裡不需要再判斷了
            Result result = seckillService.startSeckil(Long.parseLong(array[0]), Long.
parseLong(array[1]));
            if(result.equals(Result.ok())){
                WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒殺成功");//推送給前臺
            }else{
                WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒殺失敗");//推送給前臺
                redisUtil.cacheValue(array[0], "ok");//秒殺結束
            }
        }else{
            WebSocketServer.sendInfo(array[0].toString(), "秒殺失敗");//推送給前臺
        }
    }
}複製程式碼

webSocket.js 前臺通知邏輯：

$(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連線發生錯誤，請重新整理頁面重試!")
        };
        webSocket.onopen = function(event) {
            
        };
        webSocket.onmessage = function(event) {
            var message = event.data;
            alert(message)//判斷秒殺是否成功、自行處理邏輯
        };
    }
}複製程式碼

客戶端API

客戶端與伺服器通訊

send() 向遠端伺服器傳送資料
close() 關閉該websocket連結

監聽函式　

onopen 當網路連線建立時觸發該事件
onerror 當網路發生錯誤時觸發該事件
onclose 當websocket被關閉時觸發該事件
onmessage 當websocket接收到伺服器發來的訊息的時觸發的事件，也是通訊中最重要的一個監聽事件。msg.data

readyState屬性

這個屬性可以返回websocket所處的狀態。

CONNECTING(0) websocket正嘗試與伺服器建立連線
OPEN(1) websocket與伺服器已經建立連線
CLOSING(2) websocket正在關閉與伺服器的連線
CLOSED(3) websocket已經關閉了與伺服器的連線

開源方案

goeasy

GoEasy實時Web推送，支援後臺推送和前臺推送兩種：後臺推送可以選擇Java SDK、 Restful API支援所有開發語言；前臺推送：JS推送。無論選擇哪種方式推送程式碼都十分簡單（10分鐘可搞定）。由於它支援websocket 和polling兩種連線方式所以兼顧大多數主流瀏覽器，低版本的IE瀏覽器也是支援的。

地址：goeasy.io/