面试题：网络编程之Spring WebSocket高级难度题

连接管理策略

负载均衡：

技术点：使用诸如Nginx等负载均衡器。Nginx可以配置为将WebSocket连接均匀分配到多个后端服务器。例如，通过配置upstream块，指定多个Spring WebSocket服务器实例。

upstream websocket_backends {
    server backend1.example.com:8080;
    server backend2.example.com:8080;
}

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

优势：有效分散高并发连接，避免单个服务器过载。

连接池：

技术点：在Spring WebSocket应用中，可以创建连接池来管理WebSocket连接。例如，使用ThreadPoolTaskExecutor来管理处理连接相关任务的线程池。

@Configuration
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
    @Override
    public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
        registry.addHandler(myHandler(), "/websocket-endpoint")
               .setAllowedOrigins("*");
    }

    @Bean
    public WebSocketHandler myHandler() {
        return new MyWebSocketHandler();
    }

    @Bean
    public ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(10);
        executor.setMaxPoolSize(100);
        executor.setQueueCapacity(500);
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

优势：提高连接处理效率，减少线程创建和销毁开销。

心跳机制：

技术点：客户端定时向服务器发送心跳消息，服务器接收到心跳后回复确认消息。在Spring WebSocket中，可以在WebSocketHandler的实现类中处理心跳消息。

public class MyWebSocketHandler extends TextWebSocketHandler {
    @Override
    protected void handleTextMessage(WebSocketSession session, TextMessage message) throws Exception {
        if ("ping".equals(message.getPayload())) {
            session.sendMessage(new TextMessage("pong"));
        } else {
            // 处理正常消息
        }
    }
}

优势：检测连接状态，及时清理无效连接，释放资源。

消息分发策略

消息队列：

技术点：引入消息队列如RabbitMQ或Kafka。当服务器接收到消息时，将消息发送到消息队列，然后由多个消费者从队列中取出消息进行处理并分发给对应的WebSocket客户端。
以RabbitMQ为例，在Spring Boot项目中配置如下：

spring:
  rabbitmq:
    host: localhost
    port: 5672
    username: guest
    password: guest

@Component
public class MessageSender {
    private final RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public MessageSender(RabbitTemplate rabbitTemplate) {
        this.rabbitTemplate = rabbitTemplate;
    }

    public void sendMessage(String message) {
        rabbitTemplate.convertAndSend("websocket-exchange", "websocket-routing-key", message);
    }
}

@Component
@RabbitListener(queues = "websocket-queue")
public class MessageConsumer {
    private final SimpMessagingTemplate messagingTemplate;

    public MessageConsumer(SimpMessagingTemplate messagingTemplate) {
        this.messagingTemplate = messagingTemplate;
    }

    @RabbitHandler
    public void handleMessage(String message) {
        messagingTemplate.convertAndSend("/topic/messages", message);
    }
}

优势：削峰填谷，解耦消息生产和消费，提高系统的稳定性和可扩展性。

分布式缓存：

技术点：使用Redis等分布式缓存存储消息。当有新消息时，先存入Redis，然后通过Redis的发布 - 订阅机制通知相关的服务器节点，各节点从Redis获取消息并分发给对应的WebSocket客户端。

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

public void sendMessage(String message) {
    stringRedisTemplate.convertAndSend("websocket-channel", message);
}

@Component
public class RedisMessageListener implements MessageListener {
    private final SimpMessagingTemplate messagingTemplate;

    public RedisMessageListener(SimpMessagingTemplate messagingTemplate) {
        this.messagingTemplate = messagingTemplate;
    }

    @Override
    public void onMessage(Message message, byte[] pattern) {
        String payload = new String(message.getBody());
        messagingTemplate.convertAndSend("/topic/messages", payload);
    }
}

优势：利用缓存的高性能和分布式特性，实现高效的消息分发。

广播与点对点：
- 技术点：在Spring WebSocket中，SimpMessagingTemplate提供了广播和点对点发送消息的方法。对于广播，使用convertAndSend方法向特定主题发送消息，所有订阅该主题的客户端都会收到。对于点对点，使用convertAndSendToUser方法将消息发送给特定用户。
```
@Autowired
private SimpMessagingTemplate messagingTemplate;

public void broadcastMessage(String message) {
    messagingTemplate.convertAndSend("/topic/messages", message);
}

public void sendPrivateMessage(String user, String message) {
    messagingTemplate.convertAndSendToUser(user, "/queue/private-messages", message);
}
```
- 优势：满足不同场景下的消息分发需求，提高消息发送的针对性和效率。

面试题：网络编程之Spring WebSocket高级难度题

知识考点

面试题答案

连接管理策略

消息分发策略