JS如何實現(xiàn)基于websocket的多端橋接平臺
我們主要要知道調(diào)試什么，最終回去到什么樣子的結果：
1.調(diào)試接口，傳入接口地址，即可獲取對應的結果；并且可以同時調(diào)試多個設備；
2.調(diào)試 jsapi，輸入對應的方法，則即可在新聞客戶端中展示出效果。
在調(diào)試接口方面，其實我們有一種方法可以方便地進行調(diào)試，但有兩個限制條件：Android系統(tǒng)和測試版的客戶端，這樣通過 Chrome 瀏覽器進行橋接。但這種方式，在 iOS 系統(tǒng)和正式版的客戶端中，就失效了。
2. websocket 的特性WebSocket 協(xié)議的最大特點就是，服務器可以主動向客戶端推送信息，客戶端也可以主動向服務器發(fā)送信息，是真正的雙向平等對話，屬于服務器推送技術的一種。
其他特點包括：
1.建立在 TCP 協(xié)議之上，服務器端的實現(xiàn)比較容易。
2.與 HTTP 協(xié)議有著良好的兼容性。默認端口也是 80 和 443，并且握手階段采用 HTTP 協(xié)議，因此握手時不容易屏蔽，能通過各種 HTTP 代理服務器。
3.數(shù)據(jù)格式比較輕量，性能開銷小，通信高效。
4.可以發(fā)送文本，也可以發(fā)送二進制數(shù)據(jù)。
5.沒有同源限制，客戶端可以與任意服務器通信。
6.協(xié)議標識符是 ws（如果加密，則為 wss），服務器網(wǎng)址就是 URL。
3. 建立 socket 連接為了滿足我們在第 1 部分設置的調(diào)試目標，我們這里要實現(xiàn)的功能有：
1.PC 端相當于房主，建立房間后，其他設備可以進入到該房間，一個設備只能進入到一個房間中；
2.客戶端有斷線重連的機制，當客戶端斷開連接后，可以嘗試重連；
3.服務端維護一個心跳檢測的機制，當有新設備進入或者之前的設備退出時，要及時地更新當前房間中的設備列表；
3.1 如何創(chuàng)建房間在瀏覽器上輸入房間的標識，若瀏覽器與服務端成功建立起 websocket 連接后，則在瀏覽器端創(chuàng)建對應的二維碼。用微信/手 Q 或者其他掃描二維碼的設備進行掃描，即可通過提前設定的 scheme 協(xié)議，跳轉到新聞客戶端里對應的調(diào)試頁面。
若客戶端里也與服務端成功建立 websocket 連接后，則相當于進入房間成功，PC 端會出現(xiàn)一個對應的圖標。
ws.open(serverId) .then(() => {// PC 端成功建立連接后setStatus('linked'); // 更新頁面的狀態(tài)// 生成二維碼qrcode(`/tools/index.html#/newslist?serverId=${serverId}`).then(url => { setCodeUrl(url);}); }) .catch(e => {// 建立連接失敗console.error(e);Modal.error({ title: '當前服務器出現(xiàn)問題啦，正在搶修中' });setStatus('unlink'); });3.2 客戶端的斷線重現(xiàn)機制
在移動端中的頁面有個特點，當屏幕黑屏后，或者因為其他的原因，客戶端會自動斷開 socket 連接。
為了方便進行調(diào)試，而不是每次在斷開連接后，需要手動點擊，或者重新進入頁面。我在這里實現(xiàn)了一個簡單的斷線重連機制。websocket 連接斷開時，會執(zhí)行onclose的回調(diào)，因此，我們可以在 onclose 事件中進行再次重連的機制。
同時，為了防止無限制的重連嘗試，我在這里也進行了下限制，最多重連 3 次，3 次后還沒有重新連接上，則停止連接；若重連成功，則將重連次數(shù)重置為 3。
斷開連接時：
// 斷開連接時ws.onclose(() => { timer = setTimeout(() => {setStatus('unlink');setCodeUrl(''); }, 500); reconnectNum--; // 限制重連的次數(shù) if (reconnectNum >= 0) {_open(); // 嘗試重新連接 }});
連接成功時：
ws.open(serverId).then(() => { // PC 端成功建立連接后 +reconnectNum = 3; +timer && clearTimeout(timer); setStatus('linked'); // 更新頁面的狀態(tài) // 生成二維碼 qrcode(`/tools/index.html#/newslist?serverId=${serverId}`).then(url => {setCodeUrl(url); });});3.3 心跳檢測
就像我們在 QQ 群里聊天一樣，哪個人在線要一目了然，若有人進入到聊天群，或者有人退出了，都要通知房主，并及時地更新群列表。
心跳檢測主要有 2 種方式：客戶端發(fā)起的心跳檢測和服務端維護的心跳檢測。我們稍微講解下這兩種：
1.客戶端發(fā)起的心跳：每隔一段固定的時間，向服務器端發(fā)送一個 ping 數(shù)據(jù)，如果在正常的情況下，服務器會返回一個 pong 給客戶端，如果客戶端通過 onmessage 事件能監(jiān)聽到的話，說明請求正常。
2.服務端維護的心跳：每隔一段時間，檢測所有連接的狀態(tài)，若狀態(tài)為斷開時，則將其從列表中剔除。
我在這里使用的是服務端維護的心跳檢測，當房間里的設備數(shù)量發(fā)生變化時，則服務端向客戶端推送最新的設備列表：
// 持續(xù)監(jiān)測客戶端的連接狀態(tài)// 若已斷開連接，則將客戶端清除let aliveClients = new Map();let lastAliveLength = new Map();setInterval(() => { let clients = {}; wss.clients.forEach(function each(ws) {if (ws.isAlive === false) { return ws.terminate();}const serverId = ws.serverId;if (clients[serverId]) { clients[serverId].push(ws);} else { clients[serverId] = [ws];}ws.isAlive = false;ws.ping(() => {}); }); for (let serverId in clients) {aliveClients.set(serverId, clients[serverId]);const length = clients[serverId].length;// 若當前serverId連接的設備數(shù)量發(fā)生變化，則發(fā)送消息if (length !== lastAliveLength.get(serverId)) { // 想當前所有serverId的設備發(fā)送消息 sendAll('devices', clients[serverId], serverId); // 存儲上次當前serverId的連接數(shù) lastAliveLength.set(serverId, length);} } const size = wss.clients.size; console.log('connection num: ', size, new Date().toTimeString());}, 2000);4. 進行接口的調(diào)試
我們在第 3 節(jié)已經(jīng)成功把 PC 端和新聞客戶端連接起來了，那么怎么進行雙端數(shù)據(jù)的通信？
4.1 接口的調(diào)試我們在這里要傳入 3 個字段：
1.serverId: 即房間號，服務端要將信息廣播給所有帶有 serverId 的成員；
2.type: 類型，這條指令是要做什么的；
3.msg: 傳入的參數(shù)；
在接口調(diào)試的過程中，則傳入的參數(shù)是：
const params = { type: 'post', // 類型 msg: {// 參數(shù)url: 'https://api.prize.qq.com/v1/newsapp/answer/share/oneQ?qID=506336' }};
當客戶端正常完成接口的請求后，則將接口結果、cookie 和設備信息等返回到 PC 端：
// 請求的方法const post = url => { if (window.TencentNews && window.TencentNews.post) {window.TencentNews.post(url, {}, window[id], { loginType: 'qqorweixin' }, {}); } else if (window.TencentNews && window.TencentNews.postData) {window.TencentNews.postData(url, ’{'a':'b'}’, id, 'requestErrorCallback'); }};// 移動端向服務端發(fā)起的數(shù)據(jù)ws.send({ type: 'postCb', // 執(zhí)行的結果 msg: {method: 'post',result,cookie: document.cookie,appInfo }});
這樣就能在前端展示出結果了，而且是真實的數(shù)據(jù)請求。
4.2 歷史記錄的存儲歷史記錄這塊，我們周邊的同學在試用的過程中，還是非常迫切需要的需求。要不然每次要測試之前的接口地址時，都需要重新輸入或者粘貼，非常不方便。
我們把用戶請求的 URL、返回的結果、cookie、設備信息等比較完整的信息存儲到 boss 中，而本地只存儲歷史的 URL，當用戶需要再次測試之前的接口時，點擊一下即可。若需要查看之前調(diào)試的接口，可以去鷹眼上進行查看。
本地采用的是localStorage的方式進行存儲。還有更重要的是，我們也使用mobx的響應式工具，能夠在用戶完成這次請求后，馬上在側邊的歷史記錄里看到結果。
5. 新聞客戶端內(nèi) jsapi 的調(diào)試除了可以調(diào)試接口外，還可以進行一些新聞客戶端內(nèi)的 jsapi 調(diào)試。我們新聞客戶端的 jsapi 有兩種調(diào)用的方式：
// 直接調(diào)用window.TencentNews.login('qqorweixin', isLogined => console.log(isLogined));// invoke方式調(diào)用window.TencentNews.invoke('login', 'qqorweixin', isLogined => console.log(isLogined));
這里我選擇了使用invoke的方式來調(diào)用 jsapi。
PC 端發(fā)起 jsapi 的調(diào)用：
ws.send({ type: 'call', msg: {method: method,params: slice.call(arguments) }});
移動端在收到服務端發(fā)過來的請求后，進行 jsapi 的調(diào)用，并將執(zhí)行的結果返回到 PC 端即可：
const handleNewsApi = async (msg: any): Promise<any> => { await tencentReady(); const { method, params } = msg; return new Promise(resolve => {window.TencentNews.invoke(method, ...params, (result: any) => { resolve({ method, result });}); });};6. 總結
到這里，我的“基于 websocket 的多端橋接平臺”基本上已經(jīng)構建完畢了。不過還是有 2 個問題要簡要的說明下。
6.1 為什么要手動輸入 serverId最開始想著用戶創(chuàng)建房間時，由系統(tǒng)隨機產(chǎn)生一個 uuid，但后來想，如果用戶刷新頁面了，這個 uuid 就會發(fā)生變化，導致無法連接到之前的 uuid，所以這里就換成了手動輸入。
6.2 如何保證一個客戶端的 socket 請求都進入到同一個進程中當我們后臺采用多個進程時，若用戶的請求我們不做干預，會造成請求的隨機訪問，產(chǎn)生 400 的請求，畢竟最開始連接在 A 進程中，現(xiàn)在發(fā)起的請求到 B 進程中，B 進程不知道怎么處理了。
這里有多種方式可以進行處理：
方法 介紹 優(yōu)點 缺點 一致性 hash 算法 所有的主機和連接都分配到 0 ～ 2^32-1 的虛擬圓中 1. 適用在大規(guī)模的應用； 2. 某個主機或者進程掛掉后，影響小 實現(xiàn)比較復雜 nginx 分配 自帶的 ip_hash 可實現(xiàn)負載均衡； 同一 ip 會被分配給固定的后端服務器 配置方便 可能會集中到某個進程中我這里的平臺是內(nèi)部的調(diào)試平臺，用戶量不大，殺雞焉用牛刀，而且我們只有一臺機器，因此我們考慮的是同一個 IP 進入到同一個進程中。這里我借用里 nginx 中的 ip_hash 思想：當請求來到主進程后，我這里對 IP 進行加權計算后，然后按照進程的個數(shù)進行取模。
顯然這種方式也有可能存在一個進程中 socket 連接過多的問題，不過在用戶量不多的時候完全可以接受（針對這個問題我也考慮了別的方法，例如瀑布流的方式，每次給子進程分配連接的時候，都首先獲取到連接數(shù)最少的那個進程，然后連接分配給這個進程，不過還要維護一個表，每次都要計算）。
6.3 多進程之間的通信同一個房間里，當 PC 端的 socket 連接和多個移動端的連接不在同一個進程中時，就會存在跨進程的問題。一個極端的例子，每個 socket 連接都在不同的進程中，那么就要考慮如何通知其他的進程，需要給客戶端發(fā)送請求了。
比較簡單的方式利用我們的機制，每個 PC 端的用戶就是房主，可以創(chuàng)建一個房間，移動設備就是房間中的成員，每個房間都是獨立的，互不干擾。這樣我們把房間里所有的 socket 連接，通過房間的標識，都放到同一個進程中，這樣就沒有跨進程的問題了。但這種方式存在的一個問題是：一個房間里的連接過多時，都需要這同一個進程來承擔，而別的進程卻閑著的。
還有可以使用 redis：利用 redis 的發(fā)布/訂閱者模式，將當前進程中的房間標識和信息廣播到其他的進程中，其他進程中有相同房間標識的 socket 連接，進行相應的操作。
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