面试题：网络编程之Spring Boot整合WebSocket架构设计

关键因素

集群架构：采用多节点部署，避免单点故障，提升系统可用性。
消息持久化：确保消息在传递过程中不会丢失，即使系统出现故障也能恢复。
负载均衡：均匀分配WebSocket连接请求，避免单个节点压力过大。
故障检测与恢复：实时监测节点状态，发现故障及时进行切换和恢复。
数据一致性：在分布式环境下保证各个节点数据的一致性。

确保消息可靠传递

消息持久化：使用如Redis、MySQL等存储，将待发送和已发送但未确认的消息持久化。Spring Boot可以集成Redis，利用其数据结构存储消息。例如：

@Autowired
private StringRedisTemplate redisTemplate;

public void saveMessage(String message) {
    redisTemplate.opsForList().rightPush("messageQueue", message);
}

确认机制：发送方发送消息后等待接收方的确认回执。如果在规定时间内未收到确认，重新发送消息。可以自定义消息确认协议，在WebSocket消息体中添加确认字段。

负载均衡

Nginx：作为反向代理服务器，实现基于IP哈希、轮询等算法的负载均衡。在Nginx配置文件中添加如下配置实现轮询：

upstream websocket_cluster {
    server websocket_server1:8080;
    server websocket_server2:8080;
}

server {
    listen 80;
    location /websocket {
        proxy_pass http://websocket_cluster;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
    }
}

Spring Cloud Ribbon：如果系统基于Spring Cloud微服务架构，Ribbon可以在客户端实现负载均衡。在配置文件中指定负载均衡策略，如：

ribbon:
  NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

故障恢复

心跳检测：节点之间通过定时发送心跳包检测对方状态。使用Spring Scheduling实现定时任务：

import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class HeartbeatMonitor {

    @Scheduled(fixedRate = 5000)
    public void sendHeartbeat() {
        // 发送心跳逻辑
    }
}

故障转移：当检测到某个节点故障时，负载均衡器将请求重新分配到其他正常节点。例如Nginx可以自动将请求从故障节点转移到健康节点。同时，持久化的消息可以重新分配到其他可用节点进行发送。

技术选型

Spring Boot：提供快速开发框架，方便整合WebSocket、持久化存储等功能。
WebSocket：实现实时双向通信。Spring Boot有对WebSocket的良好支持，通过spring - websocket依赖实现。
Redis：用于消息持久化、缓存以及分布式锁等功能，保证数据一致性和高并发处理能力。
Nginx：作为反向代理服务器实现负载均衡和WebSocket协议转发。
Spring Cloud：如果系统规模较大，采用Spring Cloud生态系统中的组件如Eureka、Ribbon等实现服务注册、发现和负载均衡。

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面试题：网络编程之Spring Boot整合WebSocket架构设计

知识考点

面试题答案

关键因素

确保消息可靠传递

负载均衡

故障恢复

技术选型