技术交流,公众号:程序员小富
大家好,我是小富~
我有一个朋友~
做了一个小破站,现在要实现一个站内信web消息推送的功能,对,就是下图这个小红点,一个很常用的功能。
不过他还没想好用什么方式做,这里我帮他整理了一下几种方案,并简单做了实现。
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什么是消息推送(push)
推送的场景比较多,比如有人关注我的公众号,这时我就会收到一条推送消息,以此来吸引我点击打开应用。
消息推送(push
)通常是指网站的运营工作等人员,通过某种工具对用户当前网页或移动设备APP进行的主动消息推送。
消息推送一般又分为web端消息推送
和移动端消息推送
。
上边的这种属于移动端消息推送,web端消息推送常见的诸如站内信、未读邮件数量、监控报警数量等,应用的也非常广泛。
在具体实现之前,咱们再来分析一下前边的需求,其实功能很简单,只要触发某个事件(主动分享了资源或者后台主动推送消息),web页面的通知小红点就会实时的+1
就可以了。
通常在服务端会有若干张消息推送表,用来记录用户触发不同事件所推送不同类型的消息,前端主动查询(拉)或者被动接收(推)用户所有未读的消息数。
消息推送无非是推(push
)和拉(pull
)两种形式,下边我们逐个了解下。
短轮询
轮询(polling
)应该是实现消息推送方案中最简单的一种,这里我们暂且将轮询分为短轮询
和长轮询
。
短轮询很好理解,指定的时间间隔,由浏览器向服务器发出HTTP
请求,服务器实时返回未读消息数据给客户端,浏览器再做渲染显示。
一个简单的JS定时器就可以搞定,每秒钟请求一次未读消息数接口,返回的数据展示即可。
setInterval(() => {
// 方法请求
messageCount().then((res) => {
if (res.code === 200) {
this.messageCount = res.data
}
})
}, 1000);
效果还是可以的,短轮询实现固然简单,缺点也是显而易见,由于推送数据并不会频繁变更,无论后端此时是否有新的消息产生,客户端都会进行请求,势必会对服务端造成很大压力,浪费带宽和服务器资源。
长轮询
长轮询是对上边短轮询的一种改进版本,在尽可能减少对服务器资源浪费的同时,保证消息的相对实时性。长轮询在中间件中应用的很广泛,比如Nacos
和apollo
配置中心,消息队列kafka
、RocketMQ
中都有用到长轮询。
Nacos配置中心交互模型是push还是pull?一文中我详细介绍过Nacos
长轮询的实现原理,感兴趣的小伙伴可以瞅瞅。
这次我使用apollo
配置中心实现长轮询的方式,应用了一个类DeferredResult
,它是在servelet3.0
后经过Spring封装提供的一种异步请求机制,直意就是延迟结果。
DeferredResult
可以允许容器线程快速释放占用的资源,不阻塞请求线程,以此接受更多的请求提升系统的吞吐量,然后启动异步工作线程处理真正的业务逻辑,处理完成调用DeferredResult.setResult(200)
提交响应结果。
下边我们用长轮询来实现消息推送。
因为一个ID可能会被多个长轮询请求监听,所以我采用了guava
包提供的Multimap
结构存放长轮询,一个key可以对应多个value。一旦监听到key发生变化,对应的所有长轮询都会响应。前端得到非请求超时的状态码,知晓数据变更,主动查询未读消息数接口,更新页面数据。
@Controller
@RequestMapping("/polling")
public class PollingController {
// 存放监听某个Id的长轮询集合
// 线程同步结构
public static Multimap> watchRequests = Multimaps.synchronizedMultimap(HashMultimap.create());
/**
* 公众号:程序员小富
* 设置监听
*/
@GetMapping(path = "watch/{id}")
@ResponseBody
public DeferredResult watch(@PathVariable String id) {
// 延迟对象设置超时时间
DeferredResult deferredResult = new DeferredResult<>(TIME_OUT);
// 异步请求完成时移除 key,防止内存溢出
deferredResult.onCompletion(() -> {
watchRequests.remove(id, deferredResult);
});
// 注册长轮询请求
watchRequests.put(id, deferredResult);
return deferredResult;
}
/**
* 公众号:程序员小富
* 变更数据
*/
@GetMapping(path = "publish/{id}")
@ResponseBody
public String publish(@PathVariable String id) {
// 数据变更 取出监听ID的所有长轮询请求,并一一响应处理
if (watchRequests.containsKey(id)) {
Collection> deferredResults = watchRequests.get(id);
for (DeferredResult deferredResult : deferredResults) {
deferredResult.setResult("我更新了" + new Date());
}
}
return "success";
}
当请求超过设置的超时时间,会抛出AsyncRequestTimeoutException
异常,这里直接用@ControllerAdvice
全局捕获统一返回即可,前端获取约定好的状态码后再次发起长轮询请求,如此往复调用。
@ControllerAdvice
public class AsyncRequestTimeoutHandler {
@ResponseStatus(HttpStatus.NOT_MODIFIED)
@ResponseBody
@ExceptionHandler(AsyncRequestTimeoutException.class)
public String asyncRequestTimeoutHandler(AsyncRequestTimeoutException e) {
System.out.println("异步请求超时");
return "304";
}
}
我们来测试一下,首先页面发起长轮询请求/polling/watch/10086
监听消息更变,请求被挂起,不变更数据直至超时,再次发起了长轮询请求;紧接着手动变更数据/polling/publish/10086
,长轮询得到响应,前端处理业务逻辑完成后再次发起请求,如此循环往复。
长轮询相比于短轮询在性能上提升了很多,但依然会产生较多的请求,这是它的一点不完美的地方。
iframe流
iframe流就是在页面中插入一个隐藏的标签,通过在
src
中请求消息数量API接口,由此在服务端和客户端之间创建一条长连接,服务端持续向iframe
传输数据。
传输的数据通常是HTML
、或是内嵌的javascript
脚本,来达到实时更新页面的效果。
这种方式实现简单,前端只要一个标签搞定了
服务端直接组装html、js脚本数据向response
写入就行了
@Controller
@RequestMapping("/iframe")
public class IframeController {
@GetMapping(path = "message")
public void message(HttpServletResponse response) throws IOException, InterruptedException {
while (true) {
response.setHeader("Pragma", "no-cache");
response.setDateHeader("Expires", 0);
response.setHeader("Cache-Control", "no-cache,no-store");
response.setStatus(HttpServletResponse.SC_OK);
response.getWriter().print(" ");
}
}
}
但我个人不推荐,因为它在浏览器上会显示请求未加载完,图标会不停旋转,简直是强迫症杀手。
SSE (我的方式)
很多人可能不知道,服务端向客户端推送消息,其实除了可以用WebSocket
这种耳熟能详的机制外,还有一种服务器发送事件(Server-sent events
),简称SSE
。
SSE
它是基于HTTP
协议的,我们知道一般意义上的HTTP协议是无法做到服务端主动向客户端推送消息的,但SSE是个例外,它变换了一种思路。
SSE在服务器和客户端之间打开一个单向通道,服务端响应的不再是一次性的数据包而是text/event-stream
类型的数据流信息,在有数据变更时从服务器流式传输到客户端。
整体的实现思路有点类似于在线视频播放,视频流会连续不断的推送到浏览器,你也可以理解成,客户端在完成一次用时很长(网络不畅)的下载。
SSE
与WebSocket
作用相似,都可以建立服务端与浏览器之间的通信,实现服务端向客户端推送消息,但还是有些许不同:
- SSE 是基于HTTP协议的,它们不需要特殊的协议或服务器实现即可工作;
WebSocket
需单独服务器来处理协议。 - SSE 单向通信,只能由服务端向客户端单向通信;webSocket全双工通信,即通信的双方可以同时发送和接受信息。
- SSE 实现简单开发成本低,无需引入其他组件;WebSocket传输数据需做二次解析,开发门槛高一些。
- SSE 默认支持断线重连;WebSocket则需要自己实现。
- SSE 只能传送文本消息,二进制数据需要经过编码后传送;WebSocket默认支持传送二进制数据。