關於一個 websocket 多節點分佈式問題的頭條面試題

你來說說 websocket 有什麼用

雙向通信,服務器端可以主動 push,給客戶端發送通知

那websocket多個節點有什麼問題?

頭條面試官的提問讓我的回憶飄到了一個下午,想起了我兩個同事之間的對話

引子

咱有部分用戶收不到通知了

通知是由ws服務控制的,它最近是有啥改動麼

也沒改啥,以前單個節點也沒有問題

想起來了,接上面通知,把服務都從單節點改成了多節點

對,說是為了什麼 HA,兩位數用戶的服務需要折騰嗎

沒事,這樣出去了也有搭建高可用服務與 websocket 負載均衡的經驗了

說的倒也是!不過這樣確實會有 ws 分佈式的問題

簡單,加個 reids 就好了

多節點問題

在開始思考分佈式會有什麼問題時,先來回答一個問題: 服務端如何與客戶端交流?

在 ws 服務端,當與客戶端連接成功後,會生成一個對象 connection ,ws 會維護一個與客戶端所有連接的 connections 。如果想要主動推送消息到客戶端,只需要調用API connection.sendText(message) 。

那如何給所有人廣播消息呢?

服務器只需要與它自身的所有連接 server.connections 挨個發消息就是廣播,所以它只是一個偽廣播:我要給群裡所有人發消息,但我不能在群裡發,只能挨個私發。

單節點

當單節點時所有用戶都能正常受到通知,流程如下

關於一個 websocket 多節點分佈式問題的頭條面試題

這時所有用戶都能收到消息通知

多節點

當多節點時,就會有部分用戶無法正常受到通知,從以下流程圖中可以很清楚地看到問題所在

關於一個 websocket 多節點分佈式問題的頭條面試題

負載到節點2的所有用戶都沒有收到消息通知

如何解決

多節點服務器就會有分佈式問題,解決分佈式問題就找一個大家都能找到的地,比如說 Redis,比如說 Kafka 等消息件

改進後流程圖如下

  1. 需要向所有用戶推送消息,請求 websocket 服務
  2. 負載均衡到某個節點
  3. 該節點向 redis/kafka 推送消息: 向所有用戶推送消息通知
  4. 所有節點在 redis/kafka 上訂閱消息
  5. 訂閱成功後所有節點向客戶端 push 消息
關於一個 websocket 多節點分佈式問題的頭條面試題

redis PUBSUB

其中有一個細節是 pub/sub 那裡,redis 的 pubsub 較 Kafka 等消息中間件更為輕便, 最主要的是與ws集成的社區方案比較成熟,這點很重要 ,如 Node 中的以下兩個

  • graphql subscriptions - redis
  • socket.io-redis

pubsub 在 redis 中的命令如下

publish channel message
subscribe

如果我們要訂閱 eat 這個 channel 的話,圖示如下

關於一個 websocket 多節點分佈式問題的頭條面試題

小結

借用解決方案的圖作為小結

關於一個 websocket 多節點分佈式問題的頭條面試題


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