实战 Spring Cloud 的 WebSocket 集群

此项目是一个 WebSocket 集群的实践，基于 Spring Cloud。

English Doc

原理

我们利用一致性哈希算法，构造一个哈希环，网关监听 WebSocket 服务实例的上下线消息，根据实例的变动动态地更新哈希环。 每次有新服务上线时，添加其对应的虚拟节点，将需要变动的 WebSocket 客户端重新连接到新的实例上，这样的代价是最小的；当然也取决与虚拟节点的数量以及哈希算法的公平性。服务下线时，实现相对容易——只需要将当前实例的所有客户端断开就行，客户端始终会重新连接的。 同时，哈希环的核心作用体现在负载均衡上。网关做请求转发时，会经过我们重写的自定义负载均衡过滤器，根据业务上需要哈希的字段来实现真实节点的路由。

技术栈

• Docker (开启 API 访问)
• Redis
• RabbitMQ
• Nacos

本地开发

为 docker-compose.yml 创建一个专用网络：

docker network create compose-network

本地构建，并使用 docker compose 简单编排部署：

mvn clean
mvn install -pl gateway -am -amd
mvn install -pl websocket -am -amd
docker build -t websocket:1.0.0 websocket/.
docker build -t gateway:1.0.0 gateway/.
docker-compose up -d
docker ps

可以用 docker-compose scale websocket-server=3 命令来创建新的 Websocket 实例。实际上我给这个项目写了一个前端来展示。

别忘了开启 Docker 的 API 访问，用 docker -H tcp://0.0.0.0:2375 ps 来验证 API 是否开启成功。 尝试开启：

Linux 上开启 Docker API 访问

在 docker.service 文件中，将 -H tcp://0.0.0.0:2375 添加到 ExecStart 开头的那一行。

# cat /usr/lib/systemd/system/docker.service
ExecStart=...... -H tcp://0.0.0.0:2375
# after saved, restart the docker process
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

macOS 上访问 Docker API

最佳实践是用 alpine/socat 来暴露 TCP 套接字。参考 socat 的用法.

docker run -itd --name socat \
    -p 0.0.0.0:6666:2375 \
    -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
    alpine/socat \
    tcp-listen:2375,fork,reuseaddr unix-connect:/var/run/docker.sock

注意，Docker 的 macOS 客户端提供了一个 docker.for.mac.host.internal 的主机名，可以在容器内访问宿主网络。 我将这个地址用在了 application.yml 配置文件中，用来作为 redis、rabbitmq、nacos 服务端访问，因为他们都被我部署在容器里。如果要部署到服务器或自己本地开发，你可以把地址改掉。还有，我写了个 Makefile 用来帮自己在开发阶段更快地编译并重启服务，因为我并没有给这个项目配置一个持续集成流水线，请按需使用。

代码中，所有依赖注入都尽可能地在使用构造注入，并详细地打印了日志供分析。

前端

参见此 React 项目. 效果如图：

部署

修改 docker-compose.yml, 添加如下 host 解析，可以方便地替换掉服务调用地址而不用更改任何代码或 application.yaml，注意后面的 IP 建议使用服务器内网 IP 地址。唯一必要的修改是 Nacos 的 namespace.

 extra_hosts:
   - "docker.for.mac.host.internal:192.168.0.1"

所有必要环境就绪后，直接开启服务。请仔细参考 Makefile 中的内容使用，如：

make up

注意 make down 操作会删除所有 none 容器镜像以及 redis 中的内容。

贡献

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