zk的go语言客户端,go zk

Curator简介

一、Curator是NetFlix公司开源的一套Zookeeper客户端框架，其特点如下：

1、连接重连

2、反复注册Watcher

3、NodeExistsException处理

二、常用API

API文档对应地址：

RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);//Zookeeper每1秒检查一次session状态，如果断掉的话，重新连接，如果连续3次均没连上，则session失效

CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connectingString,sessionTimeout,connectionTimeOut,retryPolicy);

//创建节点

client.create().forPath(path);

//创建节点并设置值

client.create().forPath(path,"init".getBytes());

//创建临时节点

client.create().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath(path);

//创建临时节点并递归创建父节点

client.create().creatingParentContainersIfNeeded().withMode(CreateMode.EPHEMERAL).forPath(path);

//删除节点

client.delete().forPath(path);

//删除节点并递归删除其所有子节点

client.delete().deletingChildrenIfNeeded().forPath(path);

//删除节点，强制指定版本进行删除

client.delete().withVersion(version).forPath(path);

//强制保证删除

client.delete().guaranteed().forPath(path);

//获取某个节点数据

client.getData().forPath(path);

//读取一个节点的数据内容，同时按获取到该节点的stat

Stat stat = new Stat();

client.getData().storingStatIn(stat).forPath(path);

//更新一个节点的数据内容

client.setData().withVersion(version).forPath(path);

//异步

client.create().creatingParentsIfNeeded().inBackground(new BackgroundCallback() {

    @Override

    public void processResult(CuratorFramework curatorFramework, CuratorEvent curatorEvent) throws Exception {

    }

}).forPath(path,"init".getBytes());

三、监听器

1、NodeCache:监听节点变化

NodeCache cache = new NodeCache(client,path,false);

cache.start(true); //第一次启动的时候就会从Zookeeper上同步数据

cache.getListenable().addListener(new NodeCacheListener() {

@Override

public void nodeChanged() throws Exception {

  System.out.println(cache.getCurrentData().getData());

}

});

2、PathChildrenCache:监控某个节点子节点的变化【无法对父节点以及二级节点数据进行监控】

PathChildrenCache childrenCache = new PathChildrenCache(client,path,true);

childrenCache.start(PathChildrenCache.StartMode.POST_INITIALIZED_EVENT);

childrenCache.getListenable().addListener(new PathChildrenCacheListener() {

@Override

public void childEvent(CuratorFramework curatorFramework, PathChildrenCacheEvent pathChildrenCacheEvent) throws Exception {

  System.out.println("节点变更类型："+pathChildrenCacheEvent.getType()+"对应节点："+pathChildrenCacheEvent.getData().getPath());

}

});

四、LeaderLatch

LeaderLatch⽤于实现Leader的选举

– 触发方法isLeader()，表示成为leader

– 触发notLeader()，表示失去leader权限

– 场景：参考xxx-callback

public void afterPropertiesSet() throws Exception {

if (leaderLatch != null) {

  return;

}

leaderLatch = new LeaderLatch(curatorClient,//zk客户端实例

  PATH,//选举根节点路径

  OSUtils.getServerIp() + "_" + UUID.randomUUID().toString()); //客户端ID，用来标记客户端，即客户端编号，名称

leaderLatch.addListener(new LeaderLatchListener() {

  @Override

  public void isLeader() { //抢主成功时触发

  ContextHolder.setLeader(true);

  LOGGER.info("im leader");

  }

  @Override

  public void notLeader() { //抢主失败时触发

  ContextHolder.setLeader(false);

  LOGGER.info("im not leader");

  }

});

leaderLatch.start();

}

五、分布式锁

1、模拟并发

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);

for (int i=0;i10;i++){

new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

    countDownLatch.await();

  }catch (Exception e){

  }

  System.out.println(System.currentTimeMillis());

  }

}).start();

}

countDownLatch.countDown();

2、分布式锁控制

client.start();

String lock_path = "/lock";

final InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client,lock_path);

CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);

for (int i=0;i10;i++){

new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

    countDownLatch.await();

    lock.acquire();

  }catch (Exception e){

  }

  System.out.println(System.currentTimeMillis());

  try {

    lock.release();

  } catch (Exception e) {

    e.printStackTrace();

  }

  }

}).start();

}

countDownLatch.countDown();

六、分布式计数器

DistributedAtomicInteger atomicInteger = new DistributedAtomicInteger(client,path,new RetryNTimes(1000,3));

atomicInteger.add(8);

思考：

1、开关同步采用Zookeeper是否可以 ？

2、ABTest？

3、分批任务计算？

4、配置中心

相关问答

Q1: 【Zookeeper系列】ZK命令基本使用

在了解 ZK 底层原理之前，咱们先简单了解常用的 ZK 命令，熟悉常用 ZK 命令有利于排查相关问题或了解基于 ZK 自研系统等场景。比如在开发的时候，发现有些Dubbo服务无法被调用，这有可能是服务没有注册到ZK或者断开连接；也有可能公司有自研的系统使用 ZK 作为配置中心，熟悉 ZK 命令就能知道是如何做到服务发现注册和配置动态更新。

话不多说，咱们先来了解常见的 ZK 命令吧！

实际上，ZK并没有help命令，你可以随意敲一两个字符也会这样显示，只不过基于使用Linux的习惯，姑且认为输入help能打印出ZK支持的命令吧。

ls 命令可以查看指定目录下的节点，使用可选的参数，能够更加详细的看到节点的相关信息

stat / 等价于 ls -s /

和 ls 命令相似的，加上-w参数添加监听

在ZK 3.5版本之后，新增了容器和TTL节点，分别是使用 -c 和 -t 创建。所以读者们要注意你当前使用的版本，如果版本低于3.5的，是没有容器和TTL节点。

特别说明一下容器节点和TTL节点的使用：

另外关于 TTL节点 的使用，需要特别注意的是，如果使用默认的配置文件启动zk，想创建有存活时间的节点，比如执行 create -t 10 /test 是会报 KeeperErrorCode = Unimplemented for XXX 这样的错误。解决办法是需要在ZK启动前，先在配置文件加上 extendedTypesEnabled=true 然后重启ZK（集群部署的话，所有ZK都需要修改配置文件再重启）

配置后重启，执行 create -t 10 /test 这样的命令就不会报错啦

例子：get -s /demo

例子：先查询节点版本号，模拟并发下修改同一节点

get -s /demo 可知当前 dataVersion = 1

客户端1：set -v 1 /demo demo-data1

客户端2：set -v 1 /demo demo-data2

客户端1比客户端2先执行，客户端2再执行的话，这时显示报错

-v version：和 set 命令相似，-v 参数用于判断当前操作的版本

例子：先创建一个delNode节点，然后删除

在前面使用create命令的时候，有一个acl参数是设置节点权限的，那么我们应该怎么设置？

举个例子： create /testAcl demo world:anyone:crwda

这行命令的意思是，创建 testAcl 这个节点，节点值为demo，其权限策略是所有人都可以执行 crwda 操作。那么接下来，咱们先看下 ACL 是什么东东？

ACL 全称是 Access Control List ，也就是访问控制列表，ACL可以设置节点的操作权限。那么控制权限的粒度是怎样呢？

对于节点 ACL 权限控制，是通过使用： scheme:id:perm 来标识（也就是例子中的格式 - world:anyone:crwda），其含义是：

Scheme 有哪些授权策略？

ID 授权对象有哪些？

Permission 权限有哪些？

根据上面的参数可知，我们可以通过给所有人、特定的账号密码、特定的 ip 设置节点权限，这样能够更加方面地管理节点的访问。

值得注意的是，节点可以设置多种授权策略，但对于上下节点而言，权限的设置只对当前节点有效。换言之，权限不存在继承关系，即使节点被设置权限，但不会影响上下节点原来的权限！

上面执行了 create /testAcl demo world:anyone:crwda 命令给节点设置权限，那怎么看节点的权限咧？

很简单，执行 getAcl 节点路径 就可以查看对应节点的权限，比如 getAcl /testAcl，执行结果如下

除了在执行create命令创建节点的时候设置权限，还可以通过 setAcl 指定节点设置权限，比如我想指定/testAcl这个节点只可以通过特定 IP操作，并且限制执行权限为crdw，那么可以执行 setAcl /testAcl ip:127.0.0.1:crwd ，再次执行 getAcl /testAcl 结果如下：

ZK 的命令还有部分没有演示，这并不阻碍咱们学习ZK的原理，先掌握常见的命令，如果日后有其他场景的话，再根据特定的命令学习就可以啦。

无意中发现有 Zookeeper的客户端，感兴趣的读者可以玩一下～ 友情提醒，可能在节点数量很多的时候，打开很慢，甚至卡死，所以这个可视化工具可以在自己本地玩玩，不建议应用在生产上哈。这也侧面的说明，学会 ZK 命令的重要性（认真脸.jpg）

解压缩后，进入ZooInspector的build目录，执行 java -jar zookeeper-dev-ZooInspector.jar 就可以启动工具。

连接上 ZK 后，就可以看到节点的信息和节点的ACL，具体玩法，可以再自己摸索哈～

好了，以上是 ZK 常见命令的基本使用和可视化工具的基本使用。

参考资料：

《从Paxos到Zookeeper分布式一致性原理与实践》

如果觉得文章不错的话，麻烦点个赞哈，你的鼓励就是我的动力！对于文章有哪里不清楚或者有误的地方，欢迎在评论区留言~

Q2: ZK是什么？参考：http://www.zkoss.org/

利用ZK框架设计的web应用程序具备丰富的胖客户端特性和简单的设计模型.ZK包括一个基于AJAX可自动进行交互式操作的事件驱动引擎和一套兼容XUL的组件.利用直观的事件驱动模型，你可以用具有XUL特性的组件来表示你的应用程序并通过由用户触发的监听事件来操作这些组件,就像开发桌面应用程序一样简单．ZK还可以与现存一些框架和技术相结合如：JSF和Portals．

Q3: zookeeper是什么语言写的

本文是Jason Wilder对于常见的服务发现项目 Zookeeper ， Doozer ， Etcd 所写的一篇博客，其原文地址如下： Open-Source Service Discovery 。

服务发现是大多数分布式系统以及面向服务架构（SOA）的一个核心组成部分。这个难题，简单来说，可以认为是：当一项服务存在于多个主机节点上时，client端如何决策获取相应正确的IP和port。

在传统情况下，当出现服务存在于多个主机节点上时，都会使用静态配置的方法来实现服务信息的注册。但是当大型系统中，需要部署更多服务的时候，事情就显得复杂得多。在一个实时的系统中，由于自动或者人工的服务扩展，或者服务的新添加部署，还有主机的宕机或者被替换，服务的location信息可能会很频繁的变化。

在这样的场景下，为了避免不必要的服务中断，动态的服务注册和发现就显得尤为重要。

关于服务发现的话题，已经很多次被人所提及，而且也的确不断的在发展。现在，笔者介绍一下该领域内一些open-source或者被经常被世人广泛讨论的解决方案，尝试理解它们到底是如何工作的。特别的是，我们会较为专注于每一个解决方案的一致性算法，到底是强一致性，还是弱一致性；运行时依赖；client的集成选择；以后最后这些特性的折中情况。

本文首先从几个强一致性的项目于开始，比如Zookeeper，Doozer，Etcd，这些项目主要用于服务间的协调，同时又可用于服务的注册。

随后，本文将讨论一些在服务注册以及发现方面比较有意思的项目，比如：Airbnb的SmartStack，Netflix的Eureka，Bitly的NSQ，Serf，Spotify and DNS，最后是SkyDNS。

问题陈述

在定位服务的时候，其实会有两个方面的问题：服务注册（Service Registration）和服务发现（Service Discovery）。

服务注册—— 一个服务将其位置信息在中心注册节点注册的过程。该服务一般会将它的主机IP地址以及端口号进行注册，有时也会有服务访问的认证信息，使用协议，版本号，以及关于环境的一些细节信息。

服务发现—— client端的应用实例查询中心注册节点以获知服务位置的过程。

每一个服务的服务注册以及服务发现，都需要考虑一些关于开发以及运营方面的问题：

监控—— 当一个已注册完毕的服务失效的时候，如何处理。一些情况下，在一个设定的超时定时(timeout)后，该服务立即被一个其他的进程在中心注册节点处注销。这种情况下，服务通常需要执行一个心跳机制，来确保自身的存活状态；而客户端必然需要能够可靠处理失效的服务。

负载均衡—— 如果多个相同地位的服务都注册完毕，如何在这些服务之间均衡所有client的请求负载？如果有一个master节点的话，是否可以正确处理client访问的服务的位置。

集成方式—— 信息注册节点是否需要提供一些语言绑定的支持，比如说，只支持Java？集成的过程是否需要将注册过程以及发现过程的代码嵌入到你的应用程序中，或者使用一个类似于集成助手的进程？

运行时依赖—— 是否需要JVM，ruby或者其他在你的环境中并不兼容的运行时？

可用性考虑—— 如果系统失去一个节点的话，是否还能正常工作？系统是否可以实时更新或升级，而不造成任何系统的瘫痪？既然集群的信息注册节点是架构中的中心部分，那该模块是否会存在单点故障问题？

强一致性的Registries

首先介绍的三个服务注册系统都采用了强一致性协议，实际上为达到通用的效果，使用了一致性的数据存储。尽管我们把它们看作服务的注册系统，其实它们还可以用于协调服务来协助leader选举，以及在一个分布式clients的集合中做centralized locking。

Zookeeper

Zookeeper是一个集中式的服务，该服务可以维护服务配置信息，命名空间，提供分布式的同步，以及提供组化服务。Zookeeper是由Java语言实现，实现了强一致性（CP），并且是使用 Zab协议 在ensemble集群之间协调服务信息的变化。

Zookeeper在ensemble集群中运行3个，5个或者7个成员。众多client端为了可以访问ensemble，需要使用绑定特定的语言。这种访问形式被显性的嵌入到了client的应用实例以及服务中。

服务注册的实现主要是通过命令空间（namespace）下的 ephemeral nodes 。ephemeral nodes只有在client建立连接后才存在。当client所在节点启动之后，该client端会使用一个后台进程获取client的位置信息，并完成自身的注册。如果该client失效或者失去连接的时候，该ephemeral node就从树中消息。

服务发现是通过列举以及查看具体服务的命名空间来完成的。Client端收到目前所有注册服务的信息，无论一个服务是否不可用或者系统新添加了一个同类的服务。Client端同时也需要自行处理所有的负载均衡工作，以及服务的失效工作。

Zookeeper的API用起来可能并没有那么方便，因为语言的绑定之间可能会造成一些细小的差异。如果使用的是基于JVM的语言的话， Curator Service Discovery Extension 可能会对你有帮助。

由于Zookeeper是一个CP强一致性的系统，因此当网络分区（Partition）出故障的时候，你的部分系统可能将出出现不能注册的情况，也可能出现不能找到已存在的注册信息，即使它们可能在Partition出现期间仍然正常工作。特殊的是，在任何一个non-quorum端，任何读写都会返回一个错误信息。

Doozer

Doozer是一个一致的分布式数据存储系统，Go语言实现，通过 Paxos算法 来实现共识的强一致性系统。这个项目开展了数年之后，停滞了一段时间，而且现在也关闭了一些fork数，使得fork数降至160 。.不幸的是，现在很难知道该项目的实际发展状态，以及它是否适合使用于生产环境。

Doozer在集群中运行3，5或者7个节点。和Zookeeper类似，Client端为了访问集群，需要在自身的应用或者服务中使用特殊的语言绑定。

Doozer的服务注册就没有Zookeeper这么直接，因为Doozer没有那些ephemeral node的概念。一个服务可以在一条路径下注册自己，如果该服务不可用的话，它也不会自动地被移除。

现有很多种方式来解决这样的问题。一个选择是给注册进程添加一个时间戳和心跳机制，随后在服务发现进程中处理那些超时的路径，也就是注册的服务信息，当然也可以通过另外一个清理进程来实现。

服务发现和Zookeeper很类似，Doozer可以罗列出指定路径下的所有入口，随后可以等待该路径下的任意改动。如果你在注册期间使用一个时间戳和心跳，你就可以在服务发现期间忽略或者删除任何过期的入口，也就是服务信息。

和Zookeeper一样，Doozer是一个CP强一致性系统，当发生网络分区故障时，会导致同样的后果。

Etcd

Etcd 是一个高可用的K-V存储系统，主要应用于共享配置、服务发现等场景。Etcd可以说是被Zookeeper和Doozer催生而出。整个系统使用Go语言实现，使用Raft算法来实现选举一致，同时又具有一个基于HTTP+JSON的API。

Etcd，和Doozer和Zookeeper相似，通常在集群中运行3，5或者7个节点。client端可以使用一种特定的语言进行绑定，同时也可以通过使用HTTP客户端自行实现一种。

服务注册环节主要依赖于使用一个key TTL来确保key的可用性，该key TTL会和服务端的心跳捆绑在一起。如果一个服务在更新key的TTL时失败了，那么Etcd会对它进行超时处理。如果一个服务变为不可用状态，client会需要处理这样的连接失效，然后尝试另连接一个服务实例。

服务发现环节设计到罗列在一个目录下的所有key值，随后等待在该目录上的所有变动信息。由于API接口是基于HTTP的，所以client应用会的Etcd集群保持一个long-polling的连接。

由于Etcd使用 Raft一致性协议 ，故它应该是一个强一致性系统。Raft需要一个leader被选举，然后所有的client请求会被该leader所处理。然而，Etcd似乎也支持从non-leaders中进行读取信息，使用的方式是在读情况下提高可用性的未公开的一致性参数。在网络分区故障期间，写操作还是会被leader处理，而且同样会出现失效的情况。

Q4: 2022-04-03 dubbogo 调用部署在不同zk的同一服务

在 2021-10-17 dubbogo 基础使用 中，介绍了如何用 go 写一个部署到 zookeeper 的 dubbo 服务，这次编写一个 go 语言的 dubbo 调用端。并且支持同时连接到多个 zookeeper ，根据需要调用不同 zk 上的同一个服务

这里我们部署两个 zookeeper ，端口号分别是 2181 和 2182

这里我们配置了两个 UserService 的引用，并且设置了不同的别名。指定了每个引用连接各自的 zk .

注意，这里 service.UserService 为服务提供方的接口，我们直接继承他

服务1 的日志如下：

服务2 的日志如下：

github-dubbogodemo

Q5: 如何实现支持数亿用户的长连消息系统

此文是根据周洋在【高可用架构群】中的分享内容整理而成，转发请注明出处。

周洋，360手机助手技术经理及架构师，负责360长连接消息系统，360手机助手架构的开发与维护。

不知道咱们群名什么时候改为“Python高可用架构群”了，所以不得不说，很荣幸能在接下来的一个小时里在Python群里讨论golang....

360消息系统介绍

360消息系统更确切的说是长连接push系统，目前服务于360内部多个产品，开发平台数千款app，也支持部分聊天业务场景，单通道多app复用，支持上行数据，提供接入方不同粒度的上行数据和用户状态回调服务。

目前整个系统按不同业务分成9个功能完整的集群，部署在多个idc上（每个集群覆盖不同的idc），实时在线数亿量级。通常情况下，pc，手机，甚至是智能硬件上的360产品的push消息，基本上是从我们系统发出的。

关于push系统对比与性能指标的讨论

很多同行比较关心go语言在实现push系统上的性能问题，单机性能究竟如何，能否和其他语言实现的类似系统做对比么？甚至问如果是创业,第三方云推送平台，推荐哪个?

其实各大厂都有类似的push系统，市场上也有类似功能的云服务。包括我们公司早期也有erlang，nodejs实现的类似系统，也一度被公司要求做类似的对比测试。我感觉在讨论对比数据的时候，很难保证大家环境和需求的统一，我只能说下我这里的体会，数据是有的，但这个数据前面估计会有很多定语~

第一个重要指标：单机的连接数指标

做过长连接的同行，应该有体会，如果在稳定连接情况下，连接数这个指标，在没有网络吞吐情况下对比，其实意义往往不大，维持连接消耗cpu资源很小，每条连接tcp协议栈会占约4k的内存开销，系统参数调整后，我们单机测试数据，最高也是可以达到单实例300w长连接。但做更高的测试，我个人感觉意义不大。

因为实际网络环境下，单实例300w长连接，从理论上算压力就很大：实际弱网络环境下，移动客户端的断线率很高，假设每秒有1000分之一的用户断线重连。300w长连接，每秒新建连接达到3w，这同时连入的3w用户，要进行注册，加载离线存储等对内rpc调用，另外300w长连接的用户心跳需要维持,假设心跳300s一次，心跳包每秒需要1w tps。单播和多播数据的转发，广播数据的转发，本身也要响应内部的rpc调用，300w长连接情况下，gc带来的压力，内部接口的响应延迟能否稳定保障。这些集中在一个实例中，可用性是一个挑战。所以线上单实例不会hold很高的长连接,实际情况也要根据接入客户端网络状况来决定。

第二个重要指标:消息系统的内存使用量指标

这一点上，使用go语言情况下，由于协程的原因，会有一部分额外开销。但是要做两个推送系统的对比，也有些需要确定问题。比如系统从设计上是否需要全双工（即读写是否需要同时进行）如果半双工，理论上对一个用户的连接只需要使用一个协程即可（这种情况下，对用户的断线检测可能会有延时），如果是全双工，那读/写各一个协程。两种场景内存开销是有区别的。

另外测试数据的大小往往决定我们对连接上设置的读写buffer是多大，是全局复用的，还是每个连接上独享的，还是动态申请的。另外是否全双工也决定buffer怎么开。不同的策略，可能在不同情况的测试中表现不一样。

第三个重要指标：每秒消息下发量

这一点上，也要看我们对消息到达的QoS级别(回复ack策略区别），另外看架构策略，每种策略有其更适用的场景，是纯粹推？还是推拉结合？甚至是否开启了消息日志？日志库的实现机制、以及缓冲开多大？flush策略……这些都影响整个系统的吞吐量。

另外为了HA，增加了内部通信成本，为了避免一些小概率事件，提供闪断补偿策略，这些都要考虑进去。如果所有的都去掉，那就是比较基础库的性能了。

所以我只能给出大概数据，24核，64G的服务器上，在QoS为message at least，纯粹推，消息体256B~1kB情况下，单个实例100w实际用户（200w+）协程，峰值可以达到2~5w的QPS...内存可以稳定在25G左右，gc时间在200~800ms左右（还有优化空间）。

我们正常线上单实例用户控制在80w以内，单机最多两个实例。事实上，整个系统在推送的需求上，对高峰的输出不是提速，往往是进行限速，以防push系统瞬时的高吞吐量，转化成对接入方业务服务器的ddos攻击所以对于性能上，我感觉大家可以放心使用，至少在我们这个量级上，经受过考验，go1.5到来后，确实有之前投资又增值了的感觉。

消息系统架构介绍

下面是对消息系统的大概介绍，之前一些同学可能在gopher china上可以看到分享，这里简单讲解下架构和各个组件功能，额外补充一些当时遗漏的信息：

架构图如下，所有的service都 written by golang.

几个大概重要组件介绍如下：

dispatcher service根据客户端请求信息，将应网络和区域的长连接服务器的，一组IP传送给客户端。客户端根据返回的IP，建立长连接，连接Room service.

room Service，长连接网关，hold用户连接，并将用户注册进register service，本身也做一些接入安全策略、白名单、IP限制等。

register service是我们全局session存储组件，存储和索引用户的相关信息，以供获取和查询。

coordinator service用来转发用户的上行数据，包括接入方订阅的用户状态信息的回调，另外做需要协调各个组件的异步操作，比如kick用户操作,需要从register拿出其他用户做异步操作.

saver service是存储访问层，承担了对redis和mysql的操作，另外也提供部分业务逻辑相关的内存缓存，比如广播信息的加载可以在saver中进行缓存。另外一些策略，比如客户端sdk由于被恶意或者意外修改，每次加载了消息，不回复ack，那服务端就不会删除消息，消息就会被反复加载，形成死循环，可以通过在saver中做策略和判断。（客户端总是不可信的）。

center service提供给接入方的内部api服务器，比如单播或者广播接口，状态查询接口等一系列api,包括运维和管理的api。

举两个常见例子，了解工作机制：比如发一条单播给一个用户，center先请求Register获取这个用户之前注册的连接通道标识、room实例地址，通过room service下发给长连接 Center Service比较重的工作如全网广播，需要把所有的任务分解成一系列的子任务，分发给所有center，然后在所有的子任务里，分别获取在线和离线的所有用户，再批量推到Room Service。通常整个集群在那一瞬间压力很大。

deployd/agent service用于部署管理各个进程，收集各组件的状态和信息,zookeeper和keeper用于整个系统的配置文件管理和简单调度

关于推送的服务端架构

常见的推送模型有长轮训拉取，服务端直接推送（360消息系统目前主要是这种），推拉结合（推送只发通知，推送后根据通知去拉取消息）.

拉取的方式不说了，现在并不常用了，早期很多是nginx+lua+redis，长轮训，主要问题是开销比较大，时效性也不好，能做的优化策略不多。

直接推送的系统，目前就是360消息系统这种，消息类型是消耗型的，并且对于同一个用户并不允许重复消耗,如果需要多终端重复消耗，需要抽象成不同用户。

推的好处是实时性好，开销小，直接将消息下发给客户端，不需要客户端走从接入层到存储层主动拉取.

但纯推送模型，有个很大问题，由于系统是异步的，他的时序性无法精确保证。这对于push需求来说是够用的，但如果复用推送系统做im类型通信，可能并不合适。

对于严格要求时序性，消息可以重复消耗的系统，目前也都是走推拉结合的模型，就是只使用我们的推送系统发通知，并附带id等给客户端做拉取的判断策略，客户端根据推送的key，主动从业务服务器拉取消息。并且当主从同步延迟的时候，跟进推送的key做延迟拉取策略。同时也可以通过消息本身的QoS，做纯粹的推送策略，比如一些“正在打字的”低优先级消息，不需要主动拉取了，通过推送直接消耗掉。

哪些因素决定推送系统的效果？

首先是sdk的完善程度，sdk策略和细节完善度，往往决定了弱网络环境下最终推送质量.

SDK选路策略,最基本的一些策略如下：有些开源服务可能会针对用户hash一个该接入区域的固定ip，实际上在国内环境下不可行，最好分配器（dispatcher）是返回散列的一组，而且端口也要参开，必要时候，客户端告知是retry多组都连不上，返回不同idc的服务器。因为我们会经常检测到一些case，同一地区的不同用户，可能对同一idc内的不同ip连通性都不一样，也出现过同一ip不同端口连通性不同，所以用户的选路策略一定要灵活，策略要足够完善.另外在选路过程中，客户端要对不同网络情况下的长连接ip做缓存，当网络环境切换时候（wifi、2G、3G)，重新请求分配器，缓存不同网络环境的长连接ip。

客户端对于数据心跳和读写超时设置,完善断线检测重连机制

针对不同网络环境，或者客户端本身消息的活跃程度，心跳要自适应的进行调整并与服务端协商，来保证链路的连通性。并且在弱网络环境下，除了网络切换（wifi切3G）或者读写出错情况，什么时候重新建立链路也是一个问题。客户端发出的ping包，不同网络下，多久没有得到响应，认为网络出现问题，重新建立链路需要有个权衡。另外对于不同网络环境下，读取不同的消息长度，也要有不同的容忍时间，不能一刀切。好的心跳和读写超时设置，可以让客户端最快的检测到网络问题，重新建立链路，同时在网络抖动情况下也能完成大数据传输。

结合服务端做策略

另外系统可能结合服务端做一些特殊的策略，比如我们在选路时候，我们会将同一个用户尽量映射到同一个room service实例上。断线时，客户端尽量对上次连接成功的地址进行重试。主要是方便服务端做闪断情况下策略，会暂存用户闪断时实例上的信息，重新连入的 时候，做单实例内的迁移，减少延时与加载开销.

客户端保活策略

很多创业公司愿意重新搭建一套push系统，确实不难实现，其实在协议完备情况下（最简单就是客户端不回ack不清数据），服务端会保证消息是不丢的。但问题是为什么在消息有效期内,到达率上不去？往往因为自己app的push service存活能力不高。选用云平台或者大厂的，往往sdk会做一些保活策略，比如和其他app共生，互相唤醒，这也是云平台的push service更有保障原因。我相信很多云平台旗下的sdk，多个使用同样sdk的app，为了实现服务存活，是可以互相唤醒和保证活跃的。另外现在push sdk本身是单连接，多app复用的，这为sdk实现，增加了新的挑战。

综上，对我来说，选择推送平台，优先会考虑客户端sdk的完善程度。对于服务端，选择条件稍微简单，要求部署接入点（IDC）越要多，配合精细的选路策略，效果越有保证，至于想知道哪些云服务有多少点，这个群里来自各地的小伙伴们，可以合伙测测。

go语言开发问题与解决方案

下面讲下，go开发过程中遇到挑战和优化策略，给大家看下当年的一张图，在第一版优化方案上线前一天截图~

可以看到，内存最高占用69G，GC时间单实例最高时候高达3~6s.这种情况下，试想一次悲剧的请求，经过了几个正在执行gc的组件，后果必然是超时... gc照成的接入方重试，又加重了系统的负担。遇到这种情况当时整个系统最差情况每隔2，3天就需要重启一次~

当时出现问题，现在总结起来，大概以下几点

1.散落在协程里的I/O，Buffer和对象不复用。

当时（12年）由于对go的gc效率理解有限，比较奔放，程序里大量short live的协程，对内通信的很多io操作，由于不想阻塞主循环逻辑或者需要及时响应的逻辑，通过单独go协程来实现异步。这回会gc带来很多负担。

针对这个问题，应尽量控制协程创建，对于长连接这种应用，本身已经有几百万并发协程情况下，很多情况没必要在各个并发协程内部做异步io，因为程序的并行度是有限，理论上做协程内做阻塞操作是没问题。

如果有些需要异步执行，比如如果不异步执行，影响对用户心跳或者等待response无法响应，最好通过一个任务池，和一组常驻协程，来消耗，处理结果，通过channel再传回调用方。使用任务池还有额外的好处，可以对请求进行打包处理，提高吞吐量，并且可以加入控量策略.

2.网络环境不好引起激增

go协程相比较以往高并发程序，如果做不好流控，会引起协程数量激增。早期的时候也会发现，时不时有部分主机内存会远远大于其他服务器，但发现时候，所有主要profiling参数都正常了。

后来发现，通信较多系统中，网络抖动阻塞是不可免的(即使是内网)，对外不停accept接受新请求，但执行过程中，由于对内通信阻塞，大量协程被 创建，业务协程等待通信结果没有释放，往往瞬时会迎来协程暴涨。但这些内存在系统稳定后，virt和res都并没能彻底释放，下降后，维持高位。

处理这种情况，需要增加一些流控策略，流控策略可以选择在rpc库来做，或者上面说的任务池来做，其实我感觉放在任务池里做更合理些，毕竟rpc通信库可以做读写数据的限流，但它并不清楚具体的限流策略，到底是重试还是日志还是缓存到指定队列。任务池本身就是业务逻辑相关的，它清楚针对不同的接口需要的流控限制策略。

3.低效和开销大的rpc框架

早期rpc通信框架比较简单，对内通信时候使用的也是短连接。这本来短连接开销和性能瓶颈超出我们预期，短连接io效率是低一些，但端口资源够，本身吞吐可以满足需要，用是没问题的，很多分层的系统，也有http短连接对内进行请求的

但早期go版本，这样写程序，在一定量级情况，是支撑不住的。短连接大量临时对象和临时buffer创建，在本已经百万协程的程序中，是无法承受的。所以后续我们对我们的rpc框架作了两次调整。

第二版的rpc框架，使用了连接池，通过长连接对内进行通信（复用的资源包括client和server的：编解码Buffer、Request/response），大大改善了性能。

但这种在一次request和response还是占用连接的，如果网络状况ok情况下，这不是问题，足够满足需要了，但试想一个room实例要与后面的数百个的register，coordinator，saver，center，keeper实例进行通信，需要建立大量的常驻连接，每个目标机几十个连接，也有数千个连接被占用。

非持续抖动时候（持续逗开多少无解），或者有延迟较高的请求时候，如果针对目标ip连接开少了，会有瞬时大量请求阻塞，连接无法得到充分利用。第三版增加了Pipeline操作，Pipeline会带来一些额外的开销，利用tcp的全双特性，以尽量少的连接完成对各个服务集群的rpc调用。

4.Gc时间过长

Go的Gc仍旧在持续改善中，大量对象和buffer创建，仍旧会给gc带来很大负担，尤其一个占用了25G左右的程序。之前go team的大咖邮件也告知我们，未来会让使用协程的成本更低，理论上不需要在应用层做更多的策略来缓解gc.

改善方式，一种是多实例的拆分，如果公司没有端口限制，可以很快部署大量实例，减少gc时长，最直接方法。不过对于360来说，外网通常只能使用80和433。因此常规上只能开启两个实例。当然很多人给我建议能否使用SO_REUSEPORT，不过我们内核版本确实比较低，并没有实践过。

另外能否模仿nginx，fork多个进程监控同样端口，至少我们目前没有这样做，主要对于我们目前进程管理上，还是独立的运行的，对外监听不同端口程序，还有配套的内部通信和管理端口，实例管理和升级上要做调整。

解决gc的另两个手段，是内存池和对象池,不过最好做仔细评估和测试，内存池、对象池使用，也需要对于代码可读性与整体效率进行权衡。

这种程序一定情况下会降低并行度，因为用池内资源一定要加互斥锁或者原子操作做CAS，通常原子操作实测要更快一些。CAS可以理解为可操作的更细行为粒度的锁（可以做更多CAS策略，放弃运行，防止忙等）。这种方式带来的问题是，程序的可读性会越来越像C语言，每次要malloc，各地方用完后要free，对于对象池free之前要reset，我曾经在应用层尝试做了一个分层次结构的“无锁队列”

上图左边的数组实际上是一个列表，这个列表按大小将内存分块，然后使用atomic操作进行CAS。但实际要看测试数据了，池技术可以明显减少临时对象和内存的申请和释放，gc时间会减少，但加锁带来的并行度的降低，是否能给一段时间内的整体吞吐量带来提升，要做测试和权衡…

在我们消息系统，实际上后续去除了部分这种黑科技，试想在百万个协程里面做自旋操作申请复用的buffer和对象，开销会很大，尤其在协程对线程多对多模型情况下，更依赖于golang本身调度策略，除非我对池增加更多的策略处理，减少忙等，感觉是在把runtime做的事情，在应用层非常不优雅的实现。普遍使用开销理论就大于收益。

但对于rpc库或者codec库，任务池内部，这些开定量协程，集中处理数据的区域，可以尝试改造~

对于有些固定对象复用，比如固定的心跳包什么的，可以考虑使用全局一些对象，进行复用，针对应用层数据，具体设计对象池，在部分环节去复用，可能比这种无差别的设计一个通用池更能进行效果评估.

消息系统的运维及测试

下面介绍消息系统的架构迭代和一些迭代经验，由于之前在其他地方有过分享，后面的会给出相关链接，下面实际做个简单介绍，感兴趣可以去链接里面看

架构迭代~根据业务和集群的拆分，能解决部分灰度部署上线测试，减少点对点通信和广播通信不同产品的相互影响，针对特定的功能做独立的优化.

消息系统架构和集群拆分，最基本的是拆分多实例，其次是按照业务类型对资源占用情况分类，按用户接入网络和对idc布点要求分类（目前没有条件，所有的产品都部署到全部idc）

系统的测试go语言在并发测试上有独特优势。

对于压力测试，目前主要针对指定的服务器，选定线上空闲的服务器做长连接压测。然后结合可视化，分析压测过程中的系统状态。但压测早期用的比较多，但实现的统计报表功能和我理想有一定差距。我觉得最近出的golang开源产品都符合这种场景，go写网络并发程序给大家带来的便利，让大家把以往为了降低复杂度，拆解或者分层协作的组件，又组合在了一起。

QA

Q1:协议栈大小，超时时间定制原则？

移动网络下超时时间按产品需求通常2g，3G情况下是5分钟，wifi情况下5~8分钟。但对于个别场景，要求响应非常迅速的场景，如果连接idle超过1分钟，都会有ping，pong，来校验是否断线检测，尽快做到重新连接。

Q2:消息是否持久化？

消息持久化，通常是先存后发，存储用的redis，但落地用的mysql。mysql只做故障恢复使用。

Q3:消息风暴怎么解决的？

如果是发送情况下，普通产品是不需要限速的，对于较大产品是有发送队列做控速度，按人数，按秒进行控速度发放，发送成功再发送下一条。

Q4:golang的工具链支持怎么样？我自己写过一些小程序千把行之内，确实很不错，但不知道代码量上去之后，配套的debug工具和profiling工具如何，我看上边有分享说golang自带的profiling工具还不错，那debug呢怎么样呢，官方一直没有出debug工具，gdb支持也不完善，不知你们用的什么？

是这样的，我们正常就是println，我感觉基本上可以定位我所有问题，但也不排除由于并行性通过println无法复现的问题，目前来看只能靠经验了。只要常见并发尝试，经过分析是可以找到的。go很快会推出调试工具的~

Q5:协议栈是基于tcp吗？

是否有协议拓展功能？协议栈是tcp，整个系统tcp长连接，没有考虑扩展其功能~如果有好的经验，可以分享~

Q6:问个问题，这个系统是接收上行数据的吧，系统接收上行数据后是转发给相应系统做处理么，是怎么转发呢，如果需要给客户端返回调用结果又是怎么处理呢？

系统上行数据是根据协议头进行转发，协议头里面标记了产品和转发类型，在coordinator里面跟进产品和转发类型，回调用户，如果用户需要阻塞等待回复才能后续操作，那通过再发送消息，路由回用户。因为整个系统是全异步的。

Q7:问个pushsdk的问题。pushsdk的单连接，多app复用方式，这样的情况下以下几个问题是如何解决的：1）系统流量统计会把所有流量都算到启动连接的应用吧？而启动应用的连接是不固定的吧？2）同一个pushsdk在不同的应用中的版本号可能不一样，这样暴露出来的接口可能有版本问题，如果用单连接模式怎么解决？

流量只能算在启动的app上了，但一般这种安装率很高的app承担可能性大，常用app本身被检测和杀死可能性较少，另外消息下发量是有严格控制 的。整体上用户还是省电和省流量的。我们pushsdk尽量向上兼容，出于这个目的，push sdk本身做的工作非常有限，抽象出来一些常见的功能，纯推的系统，客户端策略目前做的很少，也有这个原因。

Q8:生产系统的profiling是一直打开的么？

不是一直打开，每个集群都有采样，但需要开启哪个可以后台控制。这个profling是通过接口调用。

Q9:面前系统中的消息消费者可不可以分组？类似于Kafka。

客户端可以订阅不同产品的消息，接受不同的分组。接入的时候进行bind或者unbind操作

Q10:为什么放弃erlang,而选择go，有什么特别原因吗？我们现在用的erlang？

erlang没有问题，原因是我们上线后，其他团队才做出来，经过qa一个部门对比测试，在没有显著性能提升下，选择继续使用go版本的push，作为公司基础服务。

Q11:流控问题有排查过网卡配置导致的idle问题吗？

流控是业务级别的流控，我们上线前对于内网的极限通信量做了测试，后续将请求在rpc库内，控制在小于内部通信开销的上限以下.在到达上限前作流控。

Q12:服务的协调调度为什么选择zk有考虑过raft实现吗？golang的raft实现很多啊，比如Consul和ectd之类的。

3年前，还没有后两者或者后两者没听过应该。zk当时公司内部成熟方案，不过目前来看，我们不准备用zk作结合系统的定制开发，准备用自己写的keeper代替zk，完成配置文件自动转数据结构，数据结构自动同步指定进程，同时里面可以完成很多自定义的发现和控制策略，客户端包含keeper的sdk就可以实现以上的所有监控数据，profling数据收集，配置文件更新，启动关闭等回调。完全抽象成语keeper通信sdk，keeper之间考虑用raft。

Q13:负载策略是否同时在服务侧与CLIENT侧同时做的 (DISPATCHER 会返回一组IP)？另外，ROOM SERVER/REGISTER SERVER连接状态的一致性|可用性如何保证? 服务侧保活有无特别关注的地方? 安全性方面是基于TLS再加上应用层加密?

会在server端做，比如重启操作前，会下发指令类型消息，让客户端进行主动行为。部分消息使用了加密策略，自定义的rsa+des，另外满足我们安全公司的需要，也定制开发很多安全加密策略。一致性是通过冷备解决的，早期考虑双写，但实时状态双写同步代价太高而且容易有脏数据，比如register挂了，调用所有room，通过重新刷入指定register来解决。

Q14:这个keeper有开源打算吗？

还在写，如果没耦合我们系统太多功能，一定会开源的，主要这意味着，我们所有的bind在sdk的库也需要开源~

Q15:比较好奇lisence是哪个如果开源？

FreeBSD