java中socket心跳 java websocket 心跳

文章目录

• 保活策略
• 集群问题
• 流量整形/流控
• 消息压缩
• 堆外内存优化
• 限制连接数
• IP黑白名单过滤
• 认证授权过滤
• 框架内部日志

保活策略

通常建议在客户端来做心跳，减少服务端压力.

客户端定时发送 ping操作帧 即可

当服务端接收到ping操作帧后，会自动发送pong帧。Java_websocket的客户端默认心跳数据包每 60 秒自动发送一次

服务端接收到Ping后会自动发送Pong相关核心代码

// 服务端接收到不同的帧做不同的处理 
public void processFrame(WebSocketImpl webSocketImpl, Framedata frame)
      throws InvalidDataException {
    Opcode curop = frame.getOpcode();
    if (curop == Opcode.CLOSING) {
        // 接收到 关闭 ，关闭连接
      processFrameClosing(webSocketImpl, frame);
    } else if (curop == Opcode.PING) {
        // 接收到 ping ，传递事件 会自动发个 pong
      webSocketImpl.getWebSocketListener().onWebsocketPing(webSocketImpl, frame);
    } else if (curop == Opcode.PONG) {
        // 接收到 pong , 更新下对应连接的最新pong时间并 传递事件
      webSocketImpl.updateLastPong();
        // 传递事件
      webSocketImpl.getWebSocketListener().onWebsocketPong(webSocketImpl, frame);
    } else if (!frame.isFin() || curop == Opcode.CONTINUOUS) {
      processFrameContinuousAndNonFin(webSocketImpl, frame, curop);
    } else if (currentContinuousFrame != null) {
      log.error("Protocol error: Continuous frame sequence not completed.");
      throw new InvalidDataException(CloseFrame.PROTOCOL_ERROR,
          "Continuous frame sequence not completed.");
    } else if (curop == Opcode.TEXT) {
        // 文本帧 帮我们转了一手 Charsetfunctions.stringUtf8(frame.getPayloadData())
      processFrameText(webSocketImpl, frame);
    } else if (curop == Opcode.BINARY) {
        // 二进制帧
      processFrameBinary(webSocketImpl, frame);
    } else {
      log.error("non control or continious frame expected");
      throw new InvalidDataException(CloseFrame.PROTOCOL_ERROR,
          "non control or continious frame expected");
    }
  }

// 当服务端接收到`ping操作帧`后，会自动发送`pong帧`。
public abstract class WebSocketAdapter implements WebSocketListener {  
  @Override
  public void onWebsocketPing(WebSocket conn, Framedata f) {
    conn.sendFrame(new PongFrame((PingFrame) f));
  }

集群问题

• 广播（发布订阅）模式方案

• 用rocketmq广播。
• 用redis订阅发布。

• 高可用方案

• 客户端配置多个server地址。
• 每次都跟多个server通信，即每个server多少平等的。

• 共享状态+转发方案

• redis记录会话id:serverId(serverIp+serverPort)
• 每次发送的时候根据会话id判断是自己server node发，还是其他node，如果是自己直接发就行，其他node就给它发送个rpc请求。

流量整形/流控

流量整形（Traffic Shaping）是一种主动调整流量输出速率的措施。流量整形与流量监管的主要区别在于，流量整形对流量监管中需要丢弃的报文进行缓存——通常是将它们放入缓冲区或队列内，也称流量整形（Traffic Shaping，简称TS）。当报文的发送速度过快时，首先在缓冲区进行缓存；再通过流量计量算法的控制下“均匀”地发送这些被缓冲的报文。流量整形与流量监管的另一区别是，整形可能会增加延迟，而监管几乎不引入额外的延迟。

消息发送保护机制
通过流量整形可以控制发送速度，但是它的控制原理是将待发送的消息封装成Task放入消息队列，等待执行时间到达后继续发送，所以如果业务发送线程不判断channle的可以状态，就可能会导致OOM问题。

java_websocket不支持。。。Netty支持哈，高低水位是需要你在send之前判断isWrite，具体请参考netty

消息压缩

只体会到了 server响应的消息压缩。

请求示例

GET ws://127.0.0.1:8085/ HTTP/1.1\r\n
    Host: 127.0.0.1:8085\r\n
    Connection: Upgrade\r\n
    Pragma: no-cache\r\n
    Cache-Control: no-cache\r\n
    Upgrade: websocket\r\n
    Origin: http://www.websocket-test.com\r\n
    Sec-WebSocket-Version: 13\r\n
    User-Agent: Mozilla/5.0 (Linux; Android 6.0; H60-L01 Build/HDH60-L01) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.124 Mobile Safari/537.36\r\n
    Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch\r\n
    Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8\r\n
    Sec-WebSocket-Key: S4iljLdlI5qk3jpx2fHU4A==\r\n
    // 这里
    Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits\r\n

响应示例

HTTP/1.1 101 \r\n
    Server: TooTallNate Java-WebSocket\r\n
    Upgrade: websocket\r\n
    Connection: upgrade\r\n
    Sec-WebSocket-Accept: xwLDQrb5kzxpZDdeTcUd+7diXXU=\r\n
    // 这里
    Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate;client_max_window_bits=15\r\n
    Date: Sun, 09 Oct 2016 23:07:39 GMT\r\n

根据请求中的 Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits来协商是否对传输数据进行deflate压缩。

重点响应头字段 Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate;client_max_window_bits=15 。

// 客户端
private static final Draft perMessageDeflateDraft = new Draft_6455(new PerMessageDeflateExtension());  
private static class DeflateClient extends WebSocketClient { 
    public DeflateClient() throws URISyntaxException {
        super(new URI("ws://localhost:" + PORT), perMessageDeflateDraft);
}
// 服务端        
private static class DeflateServer extends WebSocketServer {
    public DeflateServer() { 
        super(new InetSocketAddress(PORT), Collections.singletonList(perMessageDeflateDraft));
}

Netty类似如下

.childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
                @Override
                protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {
                    ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                    pipeline.addLast(new HttpServerCodec());
                    pipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(65536));
                    if (config.isUseCompressionHandler()) {
                        // 这里使用netty内置的WebSocketServerCompressionHandler
                        pipeline.addLast(new WebSocketServerCompressionHandler());
                    }
                    pipeline.addLast(new HttpServerHandler(xx, config));
                }
            });

堆外内存优化

当发送量非常大 (如:100000/s)，可以使用堆外内存(零拷贝提升性能)来群发进行优化

// sessions 为 List<Session>
        String str = "Hello Netty!";
        byte[] bytes = str.getBytes();
        ByteBuf buf = PooledByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(bytes.length).writeBytes(bytes);
        try {
            for (Session session : sessions) {
                if (session.isWritable()) {
                    session.sendText(buf.retainedDuplicate());
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            ReferenceCountUtil.release(buf);
        }

限制连接数

如果需要严格限制的话,可以直接使用AtomicInteger类对连接数进行统计,当超过限制时关闭连接

IP黑白名单过滤

在握手时只做一次即可，跟http server一个逻辑。

认证授权过滤

在握手时只做一次即可，跟http server鉴权一个逻辑。

框架内部日志

将此添加到 logback.xml

<logger name="org.java_websocket" level="TRACE"> 
    <appender-ref ref="CONSOLE"/> 
</logger>