一絮记、相關(guān)技術(shù)介紹：

消息實時推送肝集，指的是將消息實時地推送到瀏覽器，用戶不需要刷新瀏覽器就可以實時獲取最新的消息钧椰，實時聊天室的技術(shù)原理也是如此粹断。傳統(tǒng)的Web站點為了實現(xiàn)推送技術(shù)，所用的技術(shù)都是輪詢嫡霞，這種傳統(tǒng)的模式帶來很明顯的缺點瓶埋，即瀏覽器需要不斷的向服務(wù)器發(fā)出請求。
短輪詢(Polling)

• 長輪詢
  
  
  長輪詢跟短輪詢不同的地方是，客戶端往服務(wù)端發(fā)送請求后宪巨，服務(wù)端判斷是否有數(shù)據(jù)更新磷杏，若沒有，則將請求hold住捏卓，等待數(shù)據(jù)更新時极祸，才返回響應(yīng)慈格。這樣則避免了無效的http請求，但即使采用長輪詢方式遥金，接受數(shù)據(jù)的最小時間間隔還是為2*RTT(往返時間)浴捆。
• 流技術(shù)
  
  
  流技術(shù)(http stream)基于iframe實現(xiàn)。通過HTML標簽iframe src指向服務(wù)端稿械，建立一個長連接选泻。當(dāng)有數(shù)據(jù)推送，則往客戶度 返回美莫，無須再請求页眯。但流技術(shù)有個缺點就是，在瀏覽器頂部會一直出現(xiàn)頁面未加載完成的loading標示厢呵。

websocket

請求報文:

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Sec-WebSocket-Protocol: chat
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: http://example.com

• "Upgrade ","Connection"： 告訴服務(wù)器這個請求是一個websocket協(xié)議，需要區(qū)別處理茅逮。
• "Upgrade: websocket"： 表明這是一個 WebSocket 類型請求璃赡，意在告訴 server 需要將通信協(xié)議切換到 WebSocket
• "Sec-WebSocket-Key: *": 是 client 發(fā)送的一個 base64 編碼的密文判哥，要求 server 必須返回一個對應(yīng)加密的 "Sec-WebSocket-Accept" 應(yīng)答献雅，否則 client 會拋出 "Error during WebSocket handshake" 錯誤，并關(guān)閉連接
• "Sec-WebSocket-Protocol"：一個用戶定義的字符串塌计，用來區(qū)分同URL下挺身，不同的服務(wù)所需要的協(xié)議
• "Sec-WebSocket-Version"：Websocket Draft （協(xié)議版本）

響應(yīng)報文：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=
Sec-WebSocket-Protocol: chat

• "Sec-WebSocket-Accept"： 這個則是經(jīng)過服務(wù)器確認，并且加密過后的 Sec-WebSocket-Key锌仅。加密方式為將Sec-WebSocket-Key與一段固定的 GUID 字符串進行連接章钾，然后進行SHA-1 hash，接著base64編碼得到热芹。

****socket.io(http://socket.io)****
是一個完全由JavaScript實現(xiàn)贱傀，基于Node.js、支持WebSocket的協(xié)議用于實時通信伊脓、跨平臺的開源框架府寒。Socket.IO除了支持WebSocket通訊協(xié)議外，還支持許多種輪詢機制以及其它實時通信方式，并封裝成了通用的接口株搔，并能夠根據(jù)瀏覽器對通訊機制的支持情況自動地選擇最佳的方式來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時應(yīng)用剖淀。

首先，我們創(chuàng)建一個socket.io server對象纤房，指定監(jiān)聽80端口纵隔。并且指定收到message消息，以及socket端口的監(jiān)聽方法炮姨。接著捌刮，當(dāng)socket建立連接后，通過socket.emit方法舒岸，可以往客戶端發(fā)送消息糊啡。

 var io = require('socket.io')();
 io.on('connection', function(socket) {
    //接受消息
    socket.on('message', function (msg) {
        console.log('receive messge : ' + msg );
    });
    
    //發(fā)送消息
    socket.emit('message', 'hello');
    
    //斷開連接回調(diào)
    socket.on('disconnect', function () { 
        console.log('socket disconnect');
    });
});
io.listen(80);

客戶端的代碼也非常簡單，只要引入socket.io對應(yīng)的客戶端庫(https://github.com/socketio/socket.io-client)吁津。
在socket建立連接的回調(diào)中棚蓄，使用socket.emit以及socket.on就可以分別做消息的發(fā)送以及監(jiān)聽了。

<script>
  var socket = io('http://localhost/');
  socket.on('connect', function () {
    socket.emit('message', 'hi, i am client!');

    socket.on('message', function (msg) {
      console.log('msg received from server');
    });
  });
</script>

二碍脏、多節(jié)點集群架構(gòu)設(shè)計

若只是單機部署應(yīng)用梭依，單純使用socket.io的消息事件監(jiān)聽處理即可滿足我們的需求。但隨著業(yè)務(wù)的擴大典尾，我們需要考慮多機集群部署役拴，客戶端可以連接到任一節(jié)點，并發(fā)送消息钾埂。這時如何做到多節(jié)點的同時推送河闰，我們需要一套多節(jié)點之間的消息分發(fā)/訂閱架構(gòu)。這時我們引入redis的pub/sub功能褥紫。

****redis****
redis是一個key-value存儲系統(tǒng)姜性，在該項目中主要起到一個消息分發(fā)中心的作用。用戶通過socket.io namespace 訂閱房間號后髓考，socket.io server則往redis訂閱(subscribe)該房間號channel部念。當(dāng)在該房間中的某一用戶發(fā)送消息時，則通過redis的publish功能往該房間號channel推送用戶發(fā)送消息氨菇。這樣所有訂閱該房間號channel的websocket連接則會收到消息回調(diào)儡炼，然后推送給客戶端。

****nginx****
由于采用了集群架構(gòu)查蓉，則需要nginx來做反向代理乌询。需要注意的是，websocket的支持需要nginx1.3以上版本豌研。并且我們需要通過配置ip_hash做粘性會話(ip_hash)處理妹田，避免在低版本瀏覽器socket.io使用兼容方案輪詢請求竣灌，請求到不同機器，造成session異常秆麸。

三初嘹、架構(gòu)設(shè)計圖

四砂心、代碼示例(多房間實時聊天室)：

nginx配置(nginx版本須>1.3)：
在http{}里配置定義upstream懈词，并設(shè)置ip_hash。使同一個ip的請求能夠落在同一個機器同一個進程中辩诞。 如果改節(jié)點掛了坎弯，則自動重連到另外一個節(jié)點。

upstream io_nodes {
 ip_hash;
 server 127.0.0.1:6001;
 server 127.0.0.1:6002;
 server 127.0.0.1:6003;
 server 127.0.0.1:6004;
 server 127.0.0.1:6005;
 server 127.0.0.1:6006;
 server 127.0.0.1:6007;
 server 127.0.0.1:6008;
 server 10.x.x.x:6001;
 server 10.x.x.x:6002;
 server 10.x.x.x:6003;
 server 10.x.x.x:6004;
 server 10.x.x.x:6005;
 server 10.x.x.x:6006;
 server 10.x.x.x:6007;
 server 10.x.x.x:6008;
 }

在server中译暂，配置location：

location / {
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "upgrade";
    proxy_set_header X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_pass http://io_nodes;
    proxy_redirect off;
}

cluster.js
我們采用了多進程的設(shè)計抠忘，充分利用cpu多核優(yōu)勢。通過主進程統(tǒng)一管理維護子進程外永，每個進程監(jiān)聽一個端口崎脉。

var cupNum = require('os').cpus().length,
    workerArr = [],
    roomInfo = [];
var connectNum = 0;

for (var i = 0; i < cupNum; i++) {
    workerArr.push(fork('./fork_server.js', [6001 + i]));

    workerArr[i].on('message', function(msg) {
        if (msg.cmd && msg.cmd === 'client connect') {
            connectNum++;
            console.log('socket server connectnum:' + connectNum);
        }
        if (msg.cmd && msg.cmd === 'client disconnect') {
            connectNum--;
            console.log('socket server connectnum:' + connectNum);
        }
    });

fork_server.js

var process = require('process');

var io = require('socket.io')();

var num = 0;

var redis = require('redis');
var redisClient = redis.createClient;

//建立redis pub、sub連接
var pub = redisClient({port:13800, host: '127.0.0.1', password:'xxxx'});
var sub = redisClient({port: 13800, host:'127.0.0.1', password:'xxxx'});

var roomSet = {};

//獲取父進程傳遞端口
var port = parseInt(process.argv[2]);

//當(dāng)websocket連接時
io.on('connection', function(socket) {

    //客戶端請求ws URL:  http://127.0.0.1:6001?roomid=k12_webcourse_room_1
    var roomid = socket.handshake.query.roomid;

    console.log('worker pid: ' + process.pid  + ' join roomid: '+ roomid);
    
    socket.on('join', function (data) {

        socket.join(roomid);    //加入房間
         
        // 往redis訂閱房間id
        if(!roomSet[roomid]){
            roomSet[roomid] = {};
            console.log('sub channel ' + roomid);
            sub.subscribe(roomid);
        }

      roomSet[roomid][socket.id] = {};
      reportConnect();
      console.log(data.username + ' join, IP: ' + socket.client.conn.remoteAddress);
      roomSet[roomid][socket.id].username = data.username;
      // 往該房間id的reids channel publish用戶進入房間消息
      pub.publish(roomid, JSON.stringify({"event":'join',"data": data}));
  });
  
  //用戶發(fā)言 推送消息到redis
  socket.on('say', function (data) {
    console.log("Received Message: " + data.text);
    pub.publish(roomid, JSON.stringify({"event":'broadcast_say',"data": {
      username: roomSet[roomid][socket.id].username,
      text: data.text
    }}));
  });


    socket.on('disconnect', function() {
        num--;
        console.log('worker pid: ' + process.pid + ' clien disconnection num:' + num);
        process.send({
            cmd: 'client disconnect'
        });

        if (roomSet[roomid] && roomSet[roomid][socket.id] && roomSet[roomid][socket.id].username) {
      console.log(roomSet[roomid][socket.id].username + ' quit');
      pub.publish(roomid, JSON.stringify({"event":'broadcast_quit',"data": {
        username: roomSet[roomid][socket.id].username
      }}));
    }
    roomSet[roomid] && roomSet[roomid][socket.id] && (delete roomSet[roomid][socket.id]);

    });
});

/**
 * 訂閱redis 回調(diào)
 * @param  {[type]} channel [頻道]
 * @param  {[type]} count   [數(shù)量]  
 * @return {[type]}         [description]
 */
sub.on("subscribe", function (channel, count) {
    console.log('worker pid: ' + process.pid + ' subscribe: ' + channel);
});

/**
 * 收到redis publish 對應(yīng)channel的消息
 * @param  {[type]} channel  [description]
 * @param  {[type]} message
 * @return {[type]}          [description]
 */
sub.on("message", function (channel, message) {
    console.log("message channel " + channel + ": " + message);
    //往對應(yīng)房間廣播消息
    io.to(channel).emit('message', JSON.parse(message));
});

/**
 * 上報連接到master進程 
 * @return {[type]} [description]
 */
var reportConnect = function(){
    num++;
    console.log('worker pid: ' + process.pid + ' client connect connection num:' + num);
    process.send({
        cmd: 'client connect'
    });
};


io.listen(port);

console.log('worker pid: ' + process.pid + ' listen port:' + port);

客戶端：

<script src="static/socket.io.js"></script>
<script>
    var roomid = (function () {
        return prompt('請輸入房間號','')
    })();

    var userInfo = {
        username: (function () {
            return prompt('請輸入rtx昵稱', '');
        })()
    };

    if(roomid != null && roomid != "") {
        var socket = io.connect('http://10.244.146.2?roomid='+ roomid);

        socket.emit('join', {
            username: userInfo.username
        });

        socket.on('message', function(msg){ 
            switch (msg.event) {
                case 'join':
                if (msg.data.username) {
                    console.log(msg.data.username + '加入了聊天室');
                    var data = {
                        text: msg.data.username + '加入了聊天室'
                    };
                    showNotice(data);
                }
                break;
                /*收到消息廣播后象迎，顯示消息*/
                case 'broadcast_say':
                    if(msg.data.username!==userInfo.username) {
                        console.log(msg.data.username + '說: ' + msg.data.text);
                        showMessage(msg.data);
                    }
                break;
/*離開聊天室廣播后荧嵌，顯示消息*/
                case 'broadcast_quit':
                    if (msg.data.username) {
                        console.log(msg.data.username + '離開了聊天室');
                        var data = {
                            text: msg.data.username + '離開了聊天室'
                        };
                        showNotice(data);
                    }
                    break;
            }
        })

    }



    /*點擊發(fā)送按鈕*/
    document.getElementById('send').onclick = function () {
        var keywords = document.getElementById('keywords');
        if (keywords.value === '') {
            keywords.focus();
            return false;
        }
        var data = {
            text: keywords.value,
            type: 0,
            username: userInfo.username
        };
        /*向服務(wù)器提交一個say事件，發(fā)送消息*/
        socket.emit('say', data);

        showMessage(data);
        keywords.value = "";
        keywords.focus();
    };
    /*展示消息*/
    function showMessage(data) {
        var itemArr = [];
        itemArr.push('<dd class="'+(data.type === 0 ? "me" : "other")+'">');
        itemArr.push('<ul>');
        itemArr.push('<li class="nick-name">' + data.username + '</li>');
        itemArr.push('<li class="detail">');
        itemArr.push('<div class="head-icon"></div>');
        itemArr.push('<div class="text">' + data.text + '</div>');
        itemArr.push('</li>');
        itemArr.push('</ul>');
        itemArr.push('</dd>');

        document.getElementById('list').innerHTML += itemArr.join('');
    }
    /*展示通知*/
    function showNotice(data) {
        var item = '<dd class="tc"><span>' + data.text + '</span><dd>';
        document.getElementById('list').innerHTML += item;
    }

    /*回車事件*/
    document.onkeyup = function (e) {
        if (!e) e = window.event;
        if ((e.keyCode || e.which) == 13) {
            document.getElementById('send').click();
        }
    }

</script>

原文鏈接：http://imweb.io/topic/584412459be501ba17b10a7b
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