websocket入门案例: 构建微信扫小程序码登录系统
WebSocket想必各位前后端开发都不陌生 , 这种基于TCP的全双工通信协议,比起HTTP long-polling(长轮询) 来说控制开销少,实时性强。它通过HTTP/1.1协议的101状态码进行握手。所以我们使用nginx这类来处理它的时候,需要配置协议升级,到HTTP/1.1版本。
而为了创建Websocket连接,我们通过客户端发出请求,之后服务器进行回应,这个过程通常称为handshaking。
案例
微信扫码登录,想必各位大家都不陌生,这个被广泛应用到了社会各个场景。
同时还衍生出了,微信扫公众号二维码登录和微信扫小程序码登录, 这些本质上原理也都大差不差。
本文就借着微信扫小程序码登录,这个场景来简单聊聊websocket的应用。
方案概括
简单概括一下,用户访问某个网站, 此时 浏览器(ClientA) 和WS Server之间建立了一个长链接,Server给这个长链接颁发了一个id(记为idA) 。
ClientA向服务端发送idA来请求小程序码,服务端接收后,调用wxacode.getUnlimited, 把小程序码生成出来,此小程序码的page参数 为小程序内的websocket登录页面(例如pages/index/wsLogin), 场景值参数scene为idA。 生成后返回给回ClientA。
接下来,用户获取小程序码后,使用微信扫码,就进入了我们小程序 (ClientB) 中的pages/index/wsLogin页面,同时通过场景值(scene),拿到了idA。
用户点击确认登录,我们小程序这里,就会向服务端发送一个触发事件(可以是ws或者http触发),这个事件用大白话描述一下就是:
小程序这里告诉服务端用户微信信息xxx来验证登录,同时登录成功之后,我要向idA那个socket发送一个登录成功的事件,反之则发送未注册事件。
浏览器(ClientA),检测到这个服务端推送事件后,就能够从服务端获取token,登录并实时进行页面跳转了。
是不是本质上非常简单 ?
当然这些作为一个demo来说已经够了, 要构建一个高可用的远远不止。
数据交互图
客户端单项通信(扫码登录场景)
客户端双向通信(聊天室IM场景)
(eg. 这只是最简易的场景,真实情况要复杂许多)
代码实现
此demo为了方便,ws server为单例,所有的socket实例保存在内存中。
共有三个端,web,mp,server
另一种思路
在上面这个示例中,我们给每个从客户端连接的ws请求 颁发了一个id, 然后把它藏入小程序码的参数里,这样由于发id这个机制默认是无序的,我们比较难做缓存,万一依赖的第三方服务宕机,或者运行缓慢,势必影响我们自身的服务。那么有没有办法,减小这样的不确定性因素呢?
笔者曾经做过一个方案:
更改指定一个socket.to namespace里的发号规则,改为0-999, 然后先预制 参数为0-999的小程序码共1000张, 把他们上传同步到CDN去,并且在数据库中记录下他们的id,CDN url, 这样用户访问web端登录页面时,发现是这个namespace的规则,就按照顺序,给一个没有被占用的id。 假设为10(之前9位还在保持连接)。
那么它对应的小程序码,就可以通过getMpQrcodeById这样的方式,从自己数据库中取出链接,把二维码展示在页面上,同时 用户通过微信扫码后登录,也可以进行client之间点对点的通讯。
不过在用户量大的时候,有可能会遇到 码不够用的情况,这种建议可以先预先估计用户数量生码,或者构建一个job检测发码数量,实时生码,插入数据库,上传CDN,并刷新 ws 发号规则。
扩展后如图所示:
多实例模式
在多进程或者集群下如何处理呢? 比如ClientA连ServerA,ClientB连Server B,他们这2个Client之间要如何进行通信呢?
一种还是以单例网关的形式,构建一个注册中心负责统一的收发调度,然后把逻辑运算交给其他的运算服务去做。
另一种是构建一套发布/订阅机制(比如redis的Pub/Sub mechanism) , 来保证多个 ws 服务,可以进行相互通信。
协议对应:
http->ws https->wss
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