设计思路分布式websocket亿万级长连接实时通讯

这个思路yichen是用swoole设计完成的。
一直想写一个websocket框架没时间弄.
研究了几天swoole的相关文档。感觉这个东西挺好,适合做大并发长连接。

准备工作

1,绑定域名,域名绑定到nginx服务期做域名转发
2,搭建redis服务器
3,搭建mysql 服务器
4和5 可以业务量,分别布置多少台服务器。随时增减都不影响
4,搭建http或https服务器 需要安装php+swoole
5,搭建websocket 服务器需要安装php+swoole

nginx 做负载均衡参考
打开 nginx 配置文件

[root@master ~]# vi  /etc/nginx/conf.d/default.conf

写轮询配置

websocket 根据域名端口转发即可

upstream websocket{
#后端服务器访问规则
server 192.168.1.115:8080 weight=1; #server1
server 192.168.1.131:8081 weight=1; #server1
server 192.168.1.94:8090 weight=1; #server3
fair;
}
server {
listen 9501;
server_name 192.168.1.131;
location / {
proxy_pass http://websocket;
}
}

http负载均衡根据域名端口转发即可

upstream webhttp{
#后端服务器访问规则
server 192.168.1.115:80 weight=1; #server1
server 192.168.1.131:80 weight=1; #server2
server 192.168.1.94:80 weight=1; #server3
server 192.168.1.131:80 weight=1; #server4
server 192.168.1.94:80 weight=1; #server5
}
server {
listen 80;
server_name 192.168.1.131;
location / {
proxy_pass http://webhttp;
}
}

配置完成后
//检查 nginx 配置是否正确

nginx -t  

//重新加载 nginx 配置

service nginx reload 

【一】websocket 服务器集群

一套代码可以用在多台服务器进行运行,互相之间不通信。
需要设置http通信管道 ip和密码,仅允许指定ip和密码的客户端发来转发消息。

这个服务器是用于维持保持与用户端的长连接;相当于是个服务器与用户端的中间人。
功能责任
1:向用户端推送消息内容。
2:接受http服务器发来的消息。推送给用户。
3:把用于uid和链接fd绑定报存到redis内。
6:用户创建连接时候验证token成功即可,失败立即关闭连接。
7:如果是http服务器创建的连接,需要验证ip+密码,然后把服务器状态保存的redis缓存池。

【二】http 服务器集群

一套代码可以布置到多台服务器互相不通信。
http服务器启动时,建立与所有websocket集群的连接,其实就是充当客户端角色,有ip+密码的限制,只有通过验证的客户端才可以发消息,发消息失败或者某个websocket连接掉线,从新连接。
这个服务器是用于接受用户发来的消息,进行业务处理,然后根据redis获取用户所属的websocket服务器ip,把消息转发到用户所在的websocket服务器,websocket服务器在把消息推送到用户端。

功能责任
1:接受用户端发送的消息内容,进行处理
2:根据用户uid读取redis缓存,拿到用户所在websocket服务器的ip。然后把消息推到该服务器。
3:每条消息内容存放到redis缓存池;用list类型。每条消息rpush追加到末端即可。
4:执行定时任务,每秒批量读取redis缓存池内容,从左侧取出并删除。把消息批量写入mysql数据库,一旦写入失败,执行数据备份任务,批量写入备份库。

其他

1,定时任务,消息写入mysql数据库,主要为了提升批量写的性能。
每秒执行一次,读取redis list型消息表 ,把数据拼接成sql语句 ;
mysql 执行一条语句写入所有数据。或者每秒写入5000条这样设置。

关于cpu使用率更好利用,多进程

worker_num主进程我用了1,因为进程多会占用系统资源,另外进程间数据不共享,会加重业务量。
更重要一点,因为我的http服务器客户端是长连接,是会被分配到同一个worker进程里,也就是说,每次收发消息都会在同一个进程进行,不用有效利用cpu其他核的资源,所以我在worker主进程不处理任何业务,只用来接收和转发到task进程去执行业务逻辑。
单核worker1秒投递100万个任务是没问题的,交给task去处理业务就好。如果业务逻辑不多,就没必要使用task了,毕竟投递任务也消耗时间。
task_worker_num辅助进程我用cpu核的2倍。4核cpu就用8个进程。并行处理任务数。
websocket接到消息触发onmessage函数把内容直接丢给给task去工作,判断处理业务。
如果没有业务逻辑需要处理,不适应task速度会非常快。使用了task反而会慢了。
e34核cpu+2g内存,我测试了访问1万次。业务逻辑只做了一个for循环50万次,没写别的操作。
直接在worker内执行完耗时:42秒。
采用task投递执行for循环任务耗时:12秒。
如此看来,如果不采用task投递基本就卡死了。用了task投递明显速度能提高。4核cpu基本提升4倍速度。

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