服务器 Push 技术

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java

服务器 Push 技术表示服务器可以主动推送消息给客户端浏览器。

实现方式

Comet
Ajax 轮询
iframe / htmlfile
script tag （不中断的连续请求）
Flash 通讯
WebSocket

Comet 本意是彗星，彗星尾巴痕迹很像长连接工作方式，所以 Comet 指代长连接。在 Ajax 轮询的分类上，存在一些分歧，这里我把轮询认为一种 Comet 方式。

ps：「长连接」在一些场景下，是另外一种意义「HTTP: Keep alive」。不在本文讨论的范围中。

参考链接：

浏览器支持情况

WebSocket 属于 HTML5 规范，需要「先进」浏览器支持， Flash 通讯需要浏览器安装 Flash 插件，其他方式都可以适应常见浏览器。

参考连接：

HTTP持久链接
[Comet (programming)](http://en.wikipedia.org/wiki/Comet_(programming))
一个误解: 单个服务器程序可承受最大连接数「理论」上是「65535」
How to implement COMET with PHP

各大网站连接情况

可以通过 url 请求来揣测一些东西，比如说，它们没有用 WebSocket，否则 FireBug 是无法监测的，WebSocket 可以双向通讯。

新浪微博

未读信息链接： http://rm.api.weibo.com/remind/unread_count.json?target=api&_pid=10001&count=2&source=3818214747&callback=STK_133834300664875

未读信息大约每20秒触发一次，像是 Ajax 轮询。

IM 长连接： http://4.46.web1.im.weibo.com/im?jsonp=parent.org.cometd.script._callback5&message=%5B%7B%22channel%22%3A%22%2Fmeta%2Fconnect%22%2C%22connectionType%22%3A%22callback-polling%22%2C%22id%22%3A6%2C%22clientId%22%3A%22b02qp9qw9cgiuxxyn3%22%7D%5D&1338343019008

可以看出新浪在使用 JSONP 跨域做 IM 长连接，FireBug 中也始终有链接请求，看上去像 Script Tag 请求方式。

知乎

请求链接： http://comet.zhihu.com/update?loc=http%3A%2F%2Fwww.zhihu.com%2F&channel=13781e6817833300f0a70f19&callback=zhp13781e6a6f22349b9865b47c8

依然能在 FireBug 中看到请求地址，说明客户端请求数据还是走 HTTP 方式，并且会出现 update 动作链接一直出于请求状态，猜测知乎仍然使用 Script Tag 请求。

框架支持

orbited2

http://labs.gameclosure.com/orbited2/

跨浏览器
容易集成：IRC / XMPP / ActiveMQ / RabbitMQ
Python

StreamHub

http://www.stream-hub.com/

免费版仅支持 10 个在线
支持 Java / .net / iPhone

socket.io

http://socket.io/

NodeJS
推送方式：
WebSocket
Adobe® Flash® Socket
AJAX long polling
AJAX multipart streaming
Forever Iframe
JSONP Polling
支持浏览器：
Internet Explorer 5.5+
Safari 3+
Google Chrome 4+
Firefox 3+
Opera 10.61+
iPhone Safari
iPad Safari
Android WebKit
WebOs WebKit

sockjs-client

https://github.com/sockjs/sockjs-client

支持 Node.js / Erlang / Lua / Python-Tornado
跨浏览器

实战 Socket.io

考虑到上述候选框架的使用场景，这里选择 Socket.IO 作为 Comet 框架。

尴尬的 Pylons

Pylons 和 Comet 配合有问题，问题处在标准 WSGI 是非异步的。（看邮件列表里面，似乎新的标准准备支持）。

这样的话，我就直接选择使用 Node.JS 做 Comet 服务器，Nginx 负责转发。

简单Demo

node.js 代码

```js app.js / global __dirname, console /

var app = require('http').createServer(handler), io = require('socket.io').listen(app), fs = require('fs');

app.listen(8080);

function handler(req, res) { fs.readFile(__dirname + '/index.html', function (err, data) { if (err) { res.writeHead(500); return res.end('Error loading index.html'); }

        res.writeHead(200);
        res.end(data);
    });

}

io.sockets.on('connection', function (socket) { 'use strict'; socket.emit('news', {hello: 'world, for everyone!'}); socket.on('my other event', function (data) { console.log(data); }); socket.on('private message', function (from, msg) { console.log('I received a private message by ', from, ' saying ', msg); }); });

页面代码

``` html index.html 
<html>
<head>
    <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8">

    <title>Socket.io Demo</title>
    <script src="/socket.io/socket.io.js"></script>
    <script>
        var socket = io.connect('/');

        socket.on('news', function (data) {
            console.log(data);
            socket.emit('my other event', { my: 'data' });
        });
    </script>
</head>
<body>

</body>
</html>

连接成功之后，在浏览器控制台里面，可以使用 socket.emit('my other event', {biu: 'biu'}); 向服务器发送消息。

服务器也可以通过 socket.emit() 来向客户端推送消息。

私有信息发送，使用 socket.emit('private message', 'James', {some: 'message'}); 。

跨平台

实测看来，在 IE8 下面， Socket.io 会降级使用 htmlfile 来实现 Comet。

而 Firefox 中会有 websocket / htmlfile / xhr-polling / jsonp-polling 依次备选，首选 websocket。

安全性

问题：提交数据的身份认证过程，以前在后台由 Web 框架自动完成，而现在流程是 Socket.IO -> RabbitMQ -> Web App，身份验证的复杂度增加了。

思路：Socket.IO 使用 Nginx 代理转发，从而保留同一域名下面的 cookie 信息，这样能够提交到 Socket.IO 服务器，每次 RabbitMQ Message 都记录 cookie 信息，后台从 RabbitMQ 读取信息时候，再进行认证。

实际操作：由于 Comet 中的数据流仅负责推送，客户端继续使用原始 POST 方式发送数据到服务器，所以暂时不会产生身份认证问题。

Node AMPQ 驱动

Socket.IO 提供了一个通用的 Comet 解决方案，下面就需要点润滑剂，将整个数据流跑通。消息队列 RabbitMQ 正好适合用来做这个。

Rabbit 官网提到了一个套件 rabbit.js 。遗憾的是这个库是混合了 RabbitMQ 和 Node.JS，提供了一个封装好的 Node.JS 库，而我想要的仅仅是一个 AMPQ 协议驱动。node-amqp 则是我们需要的驱动。

Demo

服务器接收者脚本：

``` js app-amqp.js / global __dirname, console /

var conn = require('amqp').createConnection({ url: 'amqp://localhost'});

console.log('socket works'); conn.on('ready', function() { console.log('conn ready'); conn.queue('socket.io', {passive: true}, function(queue){ queue.subscribe(function (json, headers, deliveryInfo) { console.log('#json:') view(json); console.log('#headers:') view(headers); console.log('#deliveryInfo:') view(deliveryInfo); }); }); });

conn.on('error', function() { console.error('error'); });

function view(obj) { for (var i in obj) { if(obj.hasOwnProperty(i)) { console.log(i + ': ' + obj[i]); } } }

用 Python 写的发送者脚本：

``` python producter.py
# coding=utf-8
#! /usr/bin/env python2

import pika
import json
import logging
import time

logger = logging.getLogger()

def main():
    conn = pika.BlockingConnection(
        pika.ConnectionParameters('localhost'))
    chan = conn.channel()
    chan.queue_declare(queue='socket.io')

    count = 10
    while (count > 0):
        message = {'no': count, 'some': 'Message', u'比如': u'中文信息'}
        publish_text(chan, 'socket.io', u'text %d' %count)
        publish_json(chan, 'socket.io', message)
        logger.info('add one message to RabbitMQ')
        #time.sleep(5) # sleep 5 sec
        count -= 1

def publish_text(channel, queue, message):
    channel.basic_publish(exchange='',
                          routing_key=queue,
                          body=json.dumps(message),
                          properties=pika.BasicProperties(
                              content_type='text/plain',
                              content_encoding='utf-8',
                              delivery_mode=1)
                         )

def publish_json(channel, queue, message):
    channel.basic_publish(exchange='',
                          routing_key=queue,
                          body=json.dumps(message),
                          properties=pika.BasicProperties(
                              content_type='application/json',
                              content_encoding='utf-8',
                              delivery_mode=1)
                         )

if __name__ == '__main__':
    main()

使用 node ./app-amqp.js 运行 Node.JS 服务器，然后运行 producter.py 产生 RabbitMQ Message，我使用的数据格式是序列化的 JSON 字串，还有 JSON, Thrift, Protocol Buffers, MessagePack 这些格式可供选择。运行结果如下：

#json:
data: "text 1"
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-3: ordinal not icontentType: text/plain
#headers:
#deliveryInfo:
contentType: text/plain
contentEncoding: utf-8
deliveryMode: 1
queue: socket.io
deliveryTag: 19
redelivered: false
exchange:
routingKey: socket.io
consumerTag: node-amqp-10880-0.06487216474488378
#json:
比如: 中文信息
some: Message
no: 1
#headers:
#deliveryInfo:
contentType: application/json
contentEncoding: utf-8
deliveryMode: 1
queue: socket.io
deliveryTag: 20
redelivered: false
exchange:
routingKey: socket.io
consumerTag: node-amqp-10880-0.06487216474488378

里面有两个 Message，发送数据格式为 text/plain 和 application/json 。

参考链接：

Pika Document

Socket.IO + RabbitMQ

最后提供 Socket.IO + RabbitMQ 的完整 Demo，客户端会实时接受到来自消息发送者的消息。

``` js app-amqp.socket.js / global __dirname, console /

var app = require('http').createServer(handler), io = require('socket.io').listen(app), fs = require('fs');

app.listen(8080);

function handler(req, res) { fs.readFile(__dirname + '/index.html', function (err, data) { if (err) { res.writeHead(500); return res.end('Error loading index.html'); }

        res.writeHead(200);
        res.end(data);
    });

}

io.sockets.on('connection', function (socket) { console.log('io ready');

var conn = require('amqp').createConnection({ url: 'amqp://localhost'});
conn.on('ready', function () {
    console.log('conn ready');
    conn.queue('socket.io', {passive: true}, function(queue){
        queue.subscribe(function (json, headers, deliveryInfo) {
            console.log(json);
            console.log(deliveryInfo.contentType);
            if (deliveryInfo.contentType == 'application/json') {
                socket.emit('news', json);
            }
            if (deliveryInfo.contentType == 'text/plain') {
                socket.emit('news', json.data.toString());
            }
        });
    });
});

});

在运行 `producter.py` 后，Python 脚本持续产生 Message 到 RabbitMQ，
`app-amqp-socket.js` 订阅读取 Message 并推送到浏览器端。
浏览器可以在 Console 里面看到日志：

``` text
Object { 比如="中文信息", some="Message", no=1}

至此，我们可以完成 WebApp -> RabbitMQ -> Socket.IO -> Browser 的实时推送。

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2013-12-16 09:42
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