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服务端主动推送数据到客户端

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 osc_4nmshwhm
发布于 2018/08/07 13:02
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通常情况下,打开网页或app去查询或者刷新时,客户端向服务器发出请求然后返回数据,客户端与服务端对应的模式是: 客户端请求--服务端响应, 而在有些情况下,服务端会主动推送一些信息到客户端,例如:新闻的订阅,天气的提醒等等,那么在这样的模式下,会有些问题值得思考:

1)应用服务器如何确定每一个应用所在的设备?

2)服务端把消息推到哪,客户端又不像服务器有一个固定的地址?

3)服务端主动推送到客户端是怎么一个过程?

假设一个场景,商家在商家后台需要实时的获取到有没有新订单,有的话是几个;这个需求类似与日常中使用QQ或者微信时的新信息提醒一样,只要有新信息就需要提醒;商家基本在PC上使用,各式浏览器都有:如 IE系列(7.0,8.0,9.0及以上),chrome内核,firefox等;功能所属的部署在Tomcat 6.0上,如果技术需要可以部署到 Tomcat 7.0上。

这种浏览器与服务器实时通信的方式有哪些方式。

1、AJAX轮询

这是我们最自然想到的。 采用常规AJAX轮询的方式,每10s或者30s轮询一次,既可以判断出有有多少个新订单进入,且这种时间间隔对于消息提醒也是可以接受的。这种技术方式实现起来非常简单,目前的机器都是可以机器的,前端浏览器也都支持。

但是这种方式会有非常严重的问题,就是需要不断的向服务器发送消息询问,如果有1w个商家打开了浏览器,采用10s轮询的方式,则服务器则会承担1000 的QPS,这1w个商家可能只有10个有订单通知;这种方式会对服务器造成极大的性能浪费。

还有一个类似的轮询是使用JSONP跨域请求的方式轮询,在实现起来有差别,但基本原理都是相同的,都是客户端不断的向服务器发起请求。

优点:实现简单。

缺点:这是通过模拟服务器发起的通信,不是实时通信,不顾及应用的状态改变而盲目检查更新,导致服务器资源的浪费,且会加重网络负载,拖累服务器。

2、comet

Comet是一种用于Web的推送技术,能使服务器实时地将更新的信息传送到客户端,而无须客户端发出请求,目前主要实现方法是长轮询,长轮询 (long polling) 是在打开一条连接以后保持,等待服务器推送来数据再关闭,可以采用HTTP长轮询和XHR长轮询两种方式。

  • HTTP 和JSONP方式的长轮询

把 script 标签附加到页面上以让脚本执行。服务器会挂起连接直到有事件发生,接着把脚本内容发送回浏览器,然后重新打开另一个 script 标签来获取下一个事件,从而实现长轮询的模型。

  • XHR长轮询

这种方式是使用比较多的长轮询模式。客户端打开一个到服务器端的 AJAX 请求然后等待响应;服务器端需要一些特定的功能来允许请求被挂起,只要一有事件发生,服务器端就会在挂起的请求中送回响应并关闭该请求。客户端 JavaScript 响应处理函数会在处理完服务器返回的信息后,再次发出请求,重新建立连接;如此循环。

现在浏览器已经支持CROS的跨域方式请求,因此HTTP和JSONP的长轮询方式是慢慢被淘汰的一种技术,建议采用XHR长轮询。

优点:客户端很容易实现良好的错误处理系统和超时管理,实现成本与Ajax轮询的方式类似。

缺点:需要服务器端有特殊的功能来临时挂起连接。当客户端发起的连接较多时,服务器端会长期保持多个连接,具有一定的风险。

Comet实现要点:

  • 不要在同一客户端同时使用超过两个的 HTTP 长连接

HTTP 1.1 规范中规定,客户端不应该与服务器端建立超过两个的 HTTP 连接, 新的连接会被阻塞,在IE浏览器中严格遵守了这种规定。

  • 服务器端的性能和可扩展性 

一般 Web 服务器会为每个连接创建一个线程,如果在大型的商业应用中使用 Comet,服务器端需要维护大量并发的长连接。在这种应用背景下,服务器端需要考虑负载均衡和集群技术;或是在服务器端为长连接作一些改进。

  • 在客户和服务器之间保持“心跳”信息

在浏览器与服务器之间维持一个长连接会为通信带来一些不确定性:因为数据传输是随机的,客户端不知道何时服务器才有数据传送。服务器端需要确保当客户端不再工作时,释放为这个客户端分配的资源,防止内存泄漏。因此需要一种机制使双方知道双方都在正常运行。

服务器端在阻塞读时会设置一个时限,超时后阻塞读调用会返回,同时发给客户端没有新数据到达的心跳信息。此时如果客户端已经关闭,服务器往通道写数据会出现异常,服务器端就会及时释放为这个客户端分配的资源。

如果客户端使用的是基于 AJAX 的长轮询方式;服务器端返回数据、关闭连接后,经过某个时限没有收到客户端的再次请求,会认为客户端不能正常工作,会释放为这个客户端分配、维护的资源。

  • 当服务器处理信息出现异常情况,需要发送错误信息通知客户端,同时释放资源、关闭连接。

3、iframe

iframe 是很早就存在的一种 HTML 标记, 通过在 HTML 页面里嵌入一个隐蔵帧,然后将这个隐蔵帧的 SRC 属性设为对一个长连接的请求,服务器端就能源源不断地往客户端输入数据。

优点:

这种方式每次数据传送不会关闭连接,连接只会在通信出现错误时,或是连接重建时关闭(一些防火墙常被设置为丢弃过长的连接, 服务器端可以设置一个超时时间, 超时后通知客户端重新建立连接,并关闭原来的连接)。

缺点:

IE、Morzilla Firefox 下端的进度栏都会显示加载没有完成,而且 IE 上方的图标会不停的转动,表示加载正在进行。

Google 的天才们使用一个称为“htmlfile”的 ActiveX 解决了在 IE 中的加载显示问题,并将这种方法用到了 gmail+gtalk 产品中。Alex Russell 在 “What else is burried down in the depth’s of Google’s amazing JavaScript?”文章中介绍了这种方法。Zeitoun 网站提供的 comet-iframe.tar.gz,封装了一个基于 iframe 和 htmlfile 的 JavaScript comet 对象,支持 IE、Mozilla Firefox 浏览器,可以作为参考。

4、websocket

WebSocket是HTML5开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。WebSocket通讯协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455,WebSocketAPI被W3C定为标准。在WebSocket API中,浏览器和服务器只需要做一个握手的动作,然后,浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。

  • 浏览器支持
浏览器 版本支持
Chrome 4+
Firefox 4+
IE 10+
Opera 10+
Safari 5+

5、总结

  • HTML5 websoket
  • WebSocket通过Flash
  • AJAX长轮询
  • XHR长时间连接(XHR长轮询)
  • XHR Multipart Streaming(XHR多流媒体流)
  • 不可见的Iframe
  • <script>标签的长时间连接(可跨域)(HTTP和JSONP方式的长轮询)

总结下来长轮询不是一个很好的方案,而且对于服务器而言是有风险的;另外支持WebSocket协议的浏览器都比较新,特比是IE需要10以上的版本;而我们的业务是面向于商家端,商家的浏览器版本相对较低,很多对WebSocket都不支持;相对而言Comet的方式比较适合,也有相应的实现框架,实现成本最低。

 

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