需求之缘由
用户A在网页段登陆,系统或其他用户的某些操作会导致在网页显示消息,用以提醒用户。实现方式大致有三种。
- 轮询拉取
- 建立长连接
- HTTP长轮询
消息通知之发送方和处理方
发送方
- 系统发给A的“系统通知”,可能对实时性要求没这么高
- 用户发给A的“聊天消息”,有对实时性要求比较高,越实时越好
处理方
- 有服务对消息进行逻辑处理
- 有数据库对数据进行落地
- 有缓存对数据进行加速
方式之一_轮询拉取
轮询拉取,是最容易想到的实现方式:
- 发送方发送了消息,先入队列
- 网页端起一个timer,每个一段时间(例如10秒),发起一个轮询请求,拉取队列里的消息
- 如果队列里有消息,就返回消息
- 如果队列里无消息,就10秒后再次轮询
这种方式的优势是:实现简单,直观且,容易理解,互联网兴起时,人数不多的聊天室就是这么玩的。
缺点也很明显:
- 实时性差:最坏的情况下,1条消息进入队列后,10s之后才会收到
- 效率低下:发消息是一个低频动作,如果10次轮询才收到1条消息,请求有效性只有10%,浪费了大量服务器资源
更要命的是,在这种方案下,实时性与效率是一对不可调和的矛盾:如果将轮询周期设为1/10,将时延缩短到1秒,意味着100次轮询才会收到1条消息,请求有效性则降为了1%。
方式之二_建立长连接
如果要兼顾实时性和效率,长连接是最佳之选,PC端聊天软件基本都是使用长连接。网页端常见的实现长连接的方式有两种:
- WebSocket
- FlashSocket
这两种方案的细节不再展开,ta们均有一定的局限性。
局限性:由于websocket需要浏览器的支持,浏览器需要web-server支持,如果用户的浏览器不支持websocket功能,容易导致用户缺失某些功能。
方式之三_HTTP长轮询
HTTP长轮询的核心在于,浏览器与服务端之间建立了一条“通知连接”,它的特点是:
- 这是一条browser发往web-server的HTTP连接
- 这条连接只用来收取推送通知
- 不像普通的“请求-响应”式HTTP请求,这个HTTP会被服务端夯住,直到有推送通知到达,或者超过约定的时间
画外音:对于HTTP请求,为了提高效率,一般来说browser和web-server都会有一些设置,如果一条HTTP请求长时间没有数据(例如,150秒),会被断开。“通知连接”为了不被browser和web-server粗暴断开,一般会设置一个约定阈值(例如,小于150秒),由系统返回一个空消息,以便“优雅返回”。
更具体的,对于这条“夯住”与“只收推送通知”的“通知连接”,是怎么玩的呢?
场景1
发起通知连接时,队列里正好有消息,则:
- 发起通知连接,正好队列里有消息
- 实时把队列里的消息带回
- 立马再发起通知连接
场景二
发起通知连接时,队列里无消息,则:
- 发起通知连接时,队列里无消息
- 一直等待,直到触发“时间阈值”,返回无消息
- 立马再发起通知连接
场景三
新消息来时,正好有通知连接在,则:
- 新消息来时,正好有通知连接在
- 通知连接实时将消息带回
- 立马再发起通知连接
上面三个场景的最终状态,都是“一定,永远,会有一条通知连接,连接在浏览器与服务器之间”,这样就能够保证消息的实时性。当然,有人会说,HTTP的返回与再次发起会有一个时间差,如果这个时间差,恰巧有新消息过来呢?
场景四
新消息来时,没有通知连接,则:
- 新消息来时,没有通知连接
- 把新消息放入队列
最后这个场景,发生的概率非常小,但也确保了在“HTTP的返回与再次发起会有一个时间差”内,消息不会丢失,在通知连接发起后,消息能够实时返回。
总结
网页端收消息,究竟是推还是拉?
- 最容易想到的是拉,但实时性和效率是一对无法调和的矛盾
- 最佳的方式是推,但WebSocket和FlashSocket各有局限性,需要浏览器的支持
- 最通用的方式是长轮询,通过HTTP短连接拼装长连接,具体是通过“夯住”“只收推送通知”的“通知连接”来实现的,能够做到消息的实时性到达
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