基于go的websocket消息推送的集群实现
目前websocket技术已经很成熟,选型Go语言,当然是为了节省成本以及它强大的高并发性能。我使用的是第三方开源的websocket库即gorilla/websocket。
由于我们线上推送的量不小,推送后端需要部署多节点保持高可用,所以需要自己做集群,具体架构方案如图:
Auth Service:鉴权服务,根据Token验证用户权限。
Collect Service:消息采集服务,负责收集业务系统消息,存入MongoDB后,发送给消息分发服务。
Dispatch Service:消息分发服务,根据路由规则分发至对应消息推送服务节点上。
Push Service:消息推送服务,通过websocket将消息推送给用户。
集群推送的关键点在于,web端与服务端建立长连接之后,具体跟哪个推送节点保持长连接的,如果我们能够找到对应的连接节点,那么我们就可以将消息推送出去。下面讲解一下集群的大致流程:
1. web端用户登录之后,带上token与后端推送服务(Push Service)保持长连接。
2. 推送服务收到连接请求之后,携带token去鉴权服务(Auth Service)验证此token权限,并返回用户ID。
3. 把返回的用户ID与长连接存入本地缓存,保持用户ID与长连接绑定关系。
4. 再将用户ID与本推送节点IP存入redis,建立用户(即长连接)与节点绑定关系,并设置失效时间。
5. 采集服务(Collect Service)收集业务消息,首先存入mongodb,然后将消息透传给分发服务(Dispatch Service)。
6. 分发服务收到消息之后,根据消息体中的用户ID,从redis中获取对应的推送服务节点IP,然后转发给对应的推送节点。
7. 推送服务节点收到消息之后,根据用户ID,从本地缓存中取出对应的长连接,将消息推送给客户端。
其他注意事项:
golang使用Nsq
1. 介绍
最近在研究一些消息中间件,常用的MQ如RabbitMQ,ActiveMQ,Kafka等。NSQ是一个基于Go语言的分布式实时消息平台,它基于MIT开源协议发布,由bitly公司开源出来的一款简单易用的消息中间件。
官方和第三方还为NSQ开发了众多客户端功能库,如官方提供的基于HTTP的nsqd、Go客户端go-nsq、Python客户端pynsq、基于Node.js的JavaScript客户端nsqjs、异步C客户端libnsq、Java客户端nsq-java以及基于各种语言的众多第三方客户端功能库。
1.1 Features
1). Distributed
NSQ提供了分布式的,去中心化,且没有单点故障的拓扑结构,稳定的消息传输发布保障,能够具有高容错和HA(高可用)特性。
2). Scalable易于扩展
NSQ支持水平扩展,没有中心化的brokers。内置的发现服务简化了在集群中增加节点。同时支持pub-sub和load-balanced 的消息分发。
3). Ops Friendly
NSQ非常容易配置和部署,生来就绑定了一个管理界面。二进制包没有运行时依赖。官方有Docker image。
4.Integrated高度集成
官方的 Go 和 Python库都有提供。而且为大多数语言提供了库。
1.2 组件
1.3 拓扑结构
NSQ推荐通过他们相应的nsqd实例使用协同定位发布者,这意味着即使面对网络分区,消息也会被保存在本地,直到它们被一个消费者读取。更重要的是,发布者不必去发现其他的nsqd节点,他们总是可以向本地实例发布消息。
NSQ
首先,一个发布者向它的本地nsqd发送消息,要做到这点,首先要先打开一个连接,然后发送一个包含topic和消息主体的发布命令,在这种情况下,我们将消息发布到事件topic上以分散到我们不同的worker中。
事件topic会复制这些消息并且在每一个连接topic的channel上进行排队,在我们的案例中,有三个channel,它们其中之一作为档案channel。消费者会获取这些消息并且上传到S3。
nsqd
每个channel的消息都会进行排队,直到一个worker把他们消费,如果此队列超出了内存限制,消息将会被写入到磁盘中。Nsqd节点首先会向nsqlookup广播他们的位置信息,一旦它们注册成功,worker将会从nsqlookup服务器节点上发现所有包含事件topic的nsqd节点。
nsqlookupd
2. Internals
2.1 消息传递担保
1)客户表示已经准备好接收消息
2)NSQ 发送一条消息,并暂时将数据存储在本地(在 re-queue 或 timeout)
3)客户端回复 FIN(结束)或 REQ(重新排队)分别指示成功或失败。如果客户端没有回复, NSQ 会在设定的时间超时,自动重新排队消息
这确保了消息丢失唯一可能的情况是不正常结束 nsqd 进程。在这种情况下,这是在内存中的任何信息(或任何缓冲未刷新到磁盘)都将丢失。
如何防止消息丢失是最重要的,即使是这个意外情况可以得到缓解。一种解决方案是构成冗余 nsqd对(在不同的主机上)接收消息的相同部分的副本。因为你实现的消费者是幂等的,以两倍时间处理这些消息不会对下游造成影响,并使得系统能够承受任何单一节点故障而不会丢失信息。
2.2 简化配置和管理
单个 nsqd 实例被设计成可以同时处理多个数据流。流被称为“话题”和话题有 1 个或多个“通道”。每个通道都接收到一个话题中所有消息的拷贝。在实践中,一个通道映射到下行服务消费一个话题。
在更底的层面,每个 nsqd 有一个与 nsqlookupd 的长期 TCP 连接,定期推动其状态。这个数据被 nsqlookupd 用于给消费者通知 nsqd 地址。对于消费者来说,一个暴露的 HTTP /lookup 接口用于轮询。为话题引入一个新的消费者,只需启动一个配置了 nsqlookup 实例地址的 NSQ 客户端。无需为添加任何新的消费者或生产者更改配置,大大降低了开销和复杂性。
2.3 消除单点故障
NSQ被设计以分布的方式被使用。nsqd 客户端(通过 TCP )连接到指定话题的所有生产者实例。没有中间人,没有消息代理,也没有单点故障。
这种拓扑结构消除单链,聚合,反馈。相反,你的消费者直接访问所有生产者。从技术上讲,哪个客户端连接到哪个 NSQ 不重要,只要有足够的消费者连接到所有生产者,以满足大量的消息,保证所有东西最终将被处理。对于 nsqlookupd,高可用性是通过运行多个实例来实现。他们不直接相互通信和数据被认为是最终一致。消费者轮询所有的配置的 nsqlookupd 实例和合并 response。失败的,无法访问的,或以其他方式故障的节点不会让系统陷于停顿。
2.4 效率
对于数据的协议,通过推送数据到客户端最大限度地提高性能和吞吐量的,而不是等待客户端拉数据。这个概念,称之为 RDY 状态,基本上是客户端流量控制的一种形式。
efficiency
2.5 心跳和超时
组合应用级别的心跳和 RDY 状态,避免头阻塞现象,也可能使心跳无用(即,如果消费者是在后面的处理消息流的接收缓冲区中,操作系统将被填满,堵心跳)为了保证进度,所有的网络 IO 时间上限势必与配置的心跳间隔相关联。这意味着,你可以从字面上拔掉之间的网络连接 nsqd 和消费者,它会检测并正确处理错误。当检测到一个致命错误,客户端连接被强制关闭。在传输中的消息会超时而重新排队等待传递到另一个消费者。最后,错误会被记录并累计到各种内部指标。
2.6 分布式
因为NSQ没有在守护程序之间共享信息,所以它从一开始就是为了分布式操作而生。个别的机器可以随便宕机随便启动而不会影响到系统的其余部分,消息发布者可以在本地发布,即使面对网络分区。
这种“分布式优先”的设计理念意味着NSQ基本上可以永远不断地扩展,需要更高的吞吐量?那就添加更多的nsqd吧。唯一的共享状态就是保存在lookup节点上,甚至它们不需要全局视图,配置某些nsqd注册到某些lookup节点上这是很简单的配置,唯一关键的地方就是消费者可以通过lookup节点获取所有完整的节点集。清晰的故障事件——NSQ在组件内建立了一套明确关于可能导致故障的的故障权衡机制,这对消息传递和恢复都有意义。虽然它们可能不像Kafka系统那样提供严格的保证级别,但NSQ简单的操作使故障情况非常明显。
2.7 no replication
不像其他的队列组件,NSQ并没有提供任何形式的复制和集群,也正是这点让它能够如此简单地运行,但它确实对于一些高保证性高可靠性的消息发布没有足够的保证。我们可以通过降低文件同步的时间来部分避免,只需通过一个标志配置,通过EBS支持我们的队列。但是这样仍然存在一个消息被发布后马上死亡,丢失了有效的写入的情况。
2.8 没有严格的顺序
虽然Kafka由一个有序的日志构成,但NSQ不是。消息可以在任何时间以任何顺序进入队列。在我们使用的案例中,这通常没有关系,因为所有的数据都被加上了时间戳,但它并不适合需要严格顺序的情况。
2.9 无数据重复删除功能
NSQ对于超时系统,它使用了心跳检测机制去测试消费者是否存活还是死亡。很多原因会导致我们的consumer无法完成心跳检测,所以在consumer中必须有一个单独的步骤确保幂等性。
3. 实践安装过程
本文将nsq集群具体的安装过程略去,大家可以自行参考官网,比较简单。这部分介绍下笔者实验的拓扑,以及nsqadmin的相关信息。
3.1 拓扑结构
topology
实验采用3台NSQD服务,2台LOOKUPD服务。
采用官方推荐的拓扑,消息发布的服务和NSQD在一台主机。一共5台机器。
NSQ基本没有配置文件,配置通过命令行指定参数。
主要命令如下:
LOOKUPD命令
NSQD命令
工具类,消费后存储到本地文件。
发布一条消息
3.2 nsqadmin
对Streams的详细信息进行查看,包括NSQD节点,具体的channel,队列中的消息数,连接数等信息。
nsqadmin
channel
列出所有的NSQD节点:
nodes
消息的统计:
msgs
lookup主机的列表:
hosts
4. 总结
NSQ基本核心就是简单性,是一个简单的队列,这意味着它很容易进行故障推理和很容易发现bug。消费者可以自行处理故障事件而不会影响系统剩下的其余部分。
事实上,简单性是我们决定使用NSQ的首要因素,这方便与我们的许多其他软件一起维护,通过引入队列使我们得到了堪称完美的表现,通过队列甚至让我们增加了几个数量级的吞吐量。越来越多的consumer需要一套严格可靠性和顺序性保障,这已经超过了NSQ提供的简单功能。
结合我们的业务系统来看,对于我们所需要传输的发票消息,相对比较敏感,无法容忍某个nsqd宕机,或者磁盘无法使用的情况,该节点堆积的消息无法找回。这是我们没有选择该消息中间件的主要原因。简单性和可靠性似乎并不能完全满足。相比Kafka,ops肩负起更多负责的运营。另一方面,它拥有一个可复制的、有序的日志可以提供给我们更好的服务。但对于其他适合NSQ的consumer,它为我们服务的相当好,我们期待着继续巩固它的坚实的基础。
Go语言的支持平台
LiteIDE是一款专门为Go语言开发的跨平台轻量级集成开发环境(IDE),由QT编写。
LiteIDE主要特点: 支持主流操作系统
Windows
Linux
MacOS X Go编译环境管理和切换
管理和切换多个Go编译环境
支持Go语言交叉编译 与Go标准一致的项目管理方式
基于GOPATH的包浏览器
基于GOPATH的编译系统
基于GOPATH的Api文档检索 Go语言的编辑支持
类浏览器和大纲显示
Gocode(代码自动完成工具)的完美支持
Go语言文档查看和Api快速检索
代码表达式信息显示F1
源代码定义跳转支持F2
Gdb断点和调试支持
gofmt自动格式化支持 其他特征
支持多国语言界面显示
完全插件体系结构
支持编辑器配色方案
基于Kate的语法显示支持
基于全文的单词自动完成
支持键盘快捷键绑定方案
Markdown文档编辑支持
实时预览和同步显示
自定义CSS显示
可导出HTML和PDF文档
批量转换/合并为HTML/PDF文档 Sublime Text 2(以下简称Sublime)+ GoSublime + gocode + MarGo的组合。
其优点有: 自动化提示代码。 保存的时候自动格式化代码,让您编写的代码更加美观,符合Go的标准。 支持项目管理 支持语法高亮 熟悉Java的读者应该对于idea不陌生,idea是通过一个插件来支持go语言的高亮语法,代码提示和重构实现。
GO短信是什么
GO短信加强版是在原GO短信版本上进行全面升级的高级版本,是一款完全免费、界面酷炫、支持气泡式/列表会话界面、支持来信即显弹窗、拥有信息备份/恢复功能、支持安全锁加密/黑名单,支持文件夹管理、拥有丰富个性化设置的android短信应用。 ※ 注意: - 测试版用户请*卸载*测试版,再安装这个正式版。- GO短信加强版可以和GO短信同时存在,只需在老版本的“提醒设置“里把“启用通知”和“启动即显短信窗口”关掉;建议同时保存两者一段时间。- 如果你需要导入GO短信里的设置信息到加强版,只需在“设置“-”GO 短信服务“-”设置信息备份与恢复“中备份(如果你的GO短信没有这些服务,请先更新至GO短信最新版本),然后在GO短信加强版中导入即可。
- 支持Emoji表情- 支持文件夹管理,里面有收件箱、发件箱、草稿箱和定时信箱,还可以新建加密文件夹,把重要信息复制到文件夹- 手势操作支持, 您可以使用左右滑动的手势操作切换“信息”界面和“文件夹”界面- 支持DIY主题,可在选择DIY主题后在“设置—收件箱个性化设置—更换壁纸”进行壁纸设置- 支持多语言独立安装包(设置—应用程序设置—语言选择)- 聊天式会话界面或Android原生风格界面- 支持使用与下载各式主题(设置—界面效果设置—主题选择)- 支持信息即显弹窗显示、快捷回复- 已支持独立于系统短信之外使用- 自带1x1图标widget和4x2中号widget- 支持个性化设置界面- 支持针对不同联系人自定义界面设置- 支持备份/恢复全部或单个联系人信息,可以是XML备份格式,还能通过email发送至邮箱保存- 支持设置备份与恢复- 支持安全锁、黑名单功能- 支持手势滑动切换页面(设置—界面效果设置—页面切换设置—切换特效)- 针对CDMA网络自动对长信息进行分割- 支持联系人个性化设置(个性化通知、铃声、签名设置)- 支持对联系人、信息/会话内容删除和设置进行备份操作- 支持时间偏差调整功能- 支持按短信时间排序或按收发顺序排序- 支持快速回复- 支持夜间模式- 支持群发短信- 支持重复提醒功能- 支持隐私模式(隐藏通知栏和即显弹窗提示)- 支持联系人按名字和字母搜索功能、按谷歌和GO短信联系人分组功能- 支持facebook头像显示- 短信息按联系人、按内容搜索功能- 联系人排序、选择、分组、查找功能- 丰富的彩信阅读模式,强大的彩信编辑功能- 免费在线节日短信库