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基于nginx搭建SocketIO集群不才黄某 码农沉思录
在SocketIO：服务端推送就是这么简单！这篇文章中，我们介绍了SocketIO这款消息推送利器。今天我们来聊下怎么搭建一个生产可用的SocketIO集群。
由于单机资源的限制，一台机器能够支撑的tcp连接是有瓶颈的，而且也存在单点故障的弊端，所以在生产环境上使用SocketIO时，通常来讲，都是基于集群模式的。
将服务器进行水平扩展，最简单的做法就是使用负载均衡技术如nginx来实现。本文正是基于nginx教你如何一步步地搭建SocketIO集群。
我们首先在本地搭建2台服务器节点，服务器代码如下：
节点1：
public class Server1 {
public static void main(String[] args){
Configuration config = new Configuration();
config.setPort(1337);
final SocketConfig socketConfig = new SocketConfig();
socketConfig.setReuseAddress(true);
config.setSocketConfig(socketConfig);
SocketIOServer server = new SocketIOServer(config);
server.addConnectListener(new ConnectListener() {
@Override
public void onConnect(SocketIOClient socketIOClient) {
System.out.println(socketIOClient.getSessionId()+" has connected.");
}
});
server.start();
}
}节点2：
public class Server2 {
public static void main(String[] args){
Configuration config = new Configuration();
config.setPort(1338);
final SocketConfig socketConfig = new SocketConfig();
socketConfig.setReuseAddress(true);
config.setSocketConfig(socketConfig);
SocketIOServer server = new SocketIOServer(config);
server.addConnectListener(new ConnectListener() {
@Override
public void onConnect(SocketIOClient socketIOClient) {
System.out.println(socketIOClient.getSessionId()+" has connected.");
}
});
server.start();
}
}2个节点除了监听端口不一样之外，其他代码和逻辑都是一模一样的。
以下是nginx的配置，可以看到，在upstream块中配置了2台SocketIO服务器节点的主机和端口。然后在location块中使用proxy_pass指令进行转发。这样就实现了最简单的负载均衡配置。
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://nodes;
}
}
upstream nodes {
server localhost:1337;
server localhost:1338;
}
}接下来分别启动2台SocketIO服务器和nginx服务器。
再写一个客户端，测试下通过nginx转发后，客户端能不能与后端的SocketIO服务器正常建立连接。
客户端代码如下：
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception{
final Socket socket = IO.socket("http://localhost:80");
socket.on(Socket.EVENT_CONNECT, new Emitter.Listener() {
@Override
public void call(Object... args) {
System.out.println("I have connected to server.");
}
});
socket.connect();
}
}需要注意的是，这里客户端建立连接的时候，设置的连接地址是nginx的主机和端口号。如果能够正常建立连接，那么客户端控制台就会打印"I have connected to server."这段话。
我们运行下客户端看看效果：
可以看到，客户端并没有打印任何日志，说明连接并没有建立成功。
再看下SocketIO服务器1的控制台输出：
可以看到，SocketIO服务器1已经接收到连接请求了，但是客户端并没有接收到相应的回调。
再来看下SocketIO服务器2的情况：
可以看到一个奇怪的现象，那就是SocketIO服务器2不断地打印有新连接建立的日志，而且每个连接的id也都不一样。
实际上，这只是其中一部分截图，几乎每隔1秒钟，服务器2就会打印一条新连接建立的日志。这是为什么呢？
我们想要的只是让客户端与具体的某台SocketIO服务器建立连接，然后通过这条连接往客户端推送数据，但是从上述结果看来，似乎客户端会不断地尝试建立连接，但是最终也没能成功建立一条有效的连接，反而大大地浪费了服务器资源。
接下来我们看下SocketIO官方是如何使用nginx来做水平扩展的。
打开官网，找到using-multiple-nodes这一节。
（地址：https://socket.io/docs/using-multiple-nodes/）
这一节开头就提到了，如果要使用多节点做水平扩展的话，需要保证一个客户端只跟具体的某台SocketIO服务器维持连接，否则的话，在WebSocket协议握手阶段，会因为握手失败而无法正常建立连接。
同时，官网还给出了nginx负载均衡的参考配置，我们将官方的配置搬过来试一下：
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://nodes;
# enable WebSockets
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection "upgrade";
}
}
upstream nodes {
# enable sticky session based on IP
ip_hash;
server localhost:1337;
server localhost:1338;
}
}可以看到，在upstream块里面，多了一个ip_hash的配置，这个配置可以使得nginx根据客户端的ip来做负载均衡，最终的效果是某一个ip的客户端只会被路由到某一台服务器上面。
还有一点不同的是，多了2个请求头的设置：Upgrade和Connection。这2个请求头都是HTTP协议升级到WebSocket协议的过程中会用到的。
接下来我们重启nginx服务器，再启动客户端。
以下是客户端控制台输出：
可以看到，现在客户端是成功建立连接了。
接下来再看下SocketIO服务器1：
也可以看到客户端成功建立连接的日志。
再看看SocketIO服务器2：
什么输出也没有。说明nginx将客户端的连接请求路由到服务器1上面去了。
我们将nginx的配置改成官方提供的之后，就可以正常建立连接了。
那么我们之前那么配置，到底有什么问题呢？
之前我们配置upstream块的时候，并没有明确指定具体的负载均衡策略，因此nginx使用的是默认的轮询策略，而由于WebSocket协议握手的过程中不是一步而就的，它分了几个步骤，如果说上一次是与服务器1握手，下一次是与服务器2握手，那么肯定没法正常完成握手流程，连接也就没法正常建立了。
至于proxy_set_header这个配置，目的是将客户端在握手过程中的请求头传输给后端服务器，不过我试了将这个配置注释掉，发现也还是能正常建立连接的，在生产环境，建立还是把这个配置加上为好。
以上就是使用nginx搭建SocketIO服务器的全过程了。虽然不复杂，但是其背后的原理还是有必要了解的。因为只有知道了原理，如果你们公司用的负载均衡技术不是nginx，那么你也能知道怎么配置负载均衡策略来实现SocketIO服务器的水平扩展。万变不离其宗，底层原理才是最重要的。
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