一、概述
WebSocket 应用场景非常广泛，例如社交聊天、弹幕、多玩家游戏、协同编辑、股票基金实时报价、体育实况更新、视频会议/聊天、实时定位、在线教育、智能家居等，这些场景都与我们的生活息息相关。
ANY-IM 2.0 是基于 Spring Boot 2.X 框架开发的 WEB 在线即时通信应用，混合使用了 Spring MVC 及 Spring WebFLux，支持点对点通信、群通信、系统群发消息等多种方式。由于单体应用的局限性，又在单体应用的基础上设计了集群方案，解决资源合理利用的问题。
演示地址：https://anoyi.com/
二、系统架构
高清图地址：http://on-img.com/chart_image/5a0e8e5de4b0143a78b3d509.png
架构简单说明：
- KeepAlived：配合VIP，实现高可用
- 通信服务：基于 Spring Boot 及 Spring Framework 开发的 WebSocket 后端服务
- 用户服务：基于 Spring Boot 及 Spring Security 开发的用户服务
- MongoDB：用于存储 Http Session 信息，实现 Http Session 共享，还用于存储用户消息
- Nats：优雅的发布订阅模型，用于服务间通信，负责消息转发
- 日志系统：ELK搭建，可视化所有组件日志内容
- 监控系统：容器级别的可视化监控及报警
三、基于 Spring Boot 的 WebSocket 应用实现
作为一名 Java 工程师，使用 Spring Boot 来构建单体应用无疑是最好的选择，简洁、高效、稳定！
1、工欲善其事必先利其器
- IntelliJ IDEA：https://www.jetbrains.com/idea/download/#section=mac
- Docker：http://get.daocloud.io/
- Docker 镜像仓库：https://dev.aliyun.com/search.html
2、创建 Spring Boot 应用
快速创建，参考官方文档 https://projects.spring.io/spring-boot/ ，为了加快开发速度，使用到 Lombok、Jsoup、Fastjson 等第三方依赖，开发时使用热部署，避免频繁地重启应用。
3、集成 WebSocket
<!-- 通信 websocket -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
</dependency>
前端需要使用 sockjs.js、stomp.js 来连接 WebSocket， 推荐使用 Vue.js 来渲染前端页面。
入门 DEMO：https://spring.io/guides/gs/messaging-stomp-websocket/
STOMP协议详解：https://www.cnblogs.com/my_life/articles/7002138.html
4、集成 Spring Security 、Spring Session 及 MongoDB
| 需求 | 参考资料 | 官方文档 |
|---|---|---|
| Spring Security | Spring Security Demo | Spring Security |
| Spring Session | Spring Session Data MongoDB | Spring Session |
| MognoDB | Spring Boot 集成 MongoDB | docker 安装方式 |
MongoDB Web可视化工具：Mongo Express
四、基于 Redis 的跨容器 WebSocket Session 共享
用户与任意服务节点建立长连接
如图所示，小明和服务A建立了长连接，小红和服务B建立了长连接。此时，小明想给小红发消息，但是服务A和服务B之间互不关联，所以小明发给小红的消息会丢失。要想小明能联系到小红，就要实现服务A和服务B之间的通信。
跨服务 WebSocket 通信实现
- 〇 客户端和服务器端建立连接时需要将自己的身份ID和服务器ID写到数据库，断开连接时删除记录
- 〇 每个服务上线时，根据服务唯一ID在Redis上订阅对应的Topic
- ① 小明发送给小红的消息先被传输到服务A
- ② 服务A收到消息从数据库中查到小红所连接的服务器是服务B
- ③ 服务A将小明的消息转发到Redis中服务B的Topic
- ④ 服务B收到Redis发来的消息
- ⑤ 服务B将消息发送给小红
至此，小明就能到把消息发送给小红了。
五、基于 Docker Swarm 的集群解决方案
Docker Swarm 是 Docker 官网维护的集群管理工具，应用 Docker Swarm 可以很便捷地解决跨主机网络、动态扩容等问题。
入门文章可以参考：http://www.jianshu.com/p/096244610e15
如图所示，实现任意容器之间的网络互通，只需要两步即可。
1、在Docker Swarm 集群的 Manager 上创建网络
docker network create -d overlay --attachable [networkName]
2、启动容器时，带上网络参数
- 启动单个容器：
docker run --net [networkName] IMAGE - 启动服务：
docker service create --network [networkName] IMAGE
动态扩容，也比较简单。
1、将 Spring Boot 应用构建成镜像
参考文章：http://www.jianshu.com/p/b06de710c109
2、在 Swarm 集群中启动
docker service create --name anyim --network [networkName] IMAGE
3、动态扩容
docker service scale anyim=[扩容数量]
六、基于 Registrator 和 Consul 的服务注册与发现
Registrator：https://gliderlabs.com/registrator/latest/
Consul：https://www.consul.io/
1、启动服务注册中心 Consul
docker run -d --name=consul -p 8500:8500 --net [networkName] consul
启动完毕后，可以访问 http://localhost:8500/ 查看服务信息
2、启动 Registrator 监听 Docker 容器
docker run -d \
--name=registrator \
-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock \
--net [networkName] \
--link consul:consul \
registrator \
-cleanup=true \
-internal \
-resync=60 \
consul://consul:8500
额外说明： 需要在每台主机上部署
3、使用 Consul Template 刷新 HAProxy 配置
此处，已封装好镜像，直接启动即可：
docker run -d \
--name consul-template-haproxy \
-p 8080:8080 \
--link consul:consul \
--net [networkName] \
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/anoy/consul-template-haproxy
获取镜像：
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/anoy/consul-template-haproxy
七、基于 HAProxy 和 KeepAlived 的负载均衡与高可用
详见文章：http://www.jianshu.com/p/83036a320036
八、AB 测试
详见文章：http://www.jianshu.com/p/43d04d8baaf7
九、常见问题总结
1、 WebSocket 协议详解
https://tools.ietf.org/html/rfc6455#section-1.9
2、STOMP 协议详解
https://stomp.github.io/stomp-specification-1.2.html
3、NATS 官方文档
https://nats.io/documentation/
如有疑问，可以“评论”或者通过“简信”联系作者
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