基于http长连接聊天室设计

概述

本文档就http长连接实现聊天室功能作一个说明，主要覆盖核心的功能点，关于细节方面的实现这里不再概述。

此版本的demo，后台用java实现，前端用python实现。

设计理念

comet长连接有两种方式：长轮询方式（long-polling）和流方式（streaming）。

长轮询方式：HTTP的连接保持，服务端会阻塞请求，直到服务端有事件触发 OR 超时。客户端在收到相应后，再次发送请求建立连接。

流方式：服务器推送数据给客户端，但是不关闭连接，保持连接，直至超时。超时后客户端关闭连接，同时重新建立连接。Java 通过它的NIO库提供非阻塞IO处理Comet。

设计流程

短连接和长连接区别

短连接是tcp connection —> http get/post —> tcp close

长连接是tcp connection —> http get/post —> http get/post —> http get/post —> tcp close

客户端

1、设置‘Connection’ : ‘Keep-alive’ 请求头。

2、循环访问服务器，去服务器拿聊天信息。根据个人发信息的频率，间隔时间设置在2~3秒为益。也可以不用设置间隔时间，每时每刻去服务器拿数据。个人偏向前者，可以减少程序负担和网络负担。

3、如果用户触发发送聊天消息，可以单独启用一个程序进行发送消息（短连接）。

也可以复用上面步骤2中的连接。个人偏向后者，可以减少多余的tcp连接，可以 tcp连接复用。

服务端

1、在服务器端开启keep-alive，配置服务器的连接超时时间。

2、设置一个静态类Group，类中定义一个静态HashMap成员变量，key表示房间，存储现场id。value表示该房间里面有哪些成员，存储一个user对象。

3、设置一个User类，用于存储某个房间下有哪些成员。定义一个成员变量HashMap，key用于存储用户id，value为一个list，存储该用户当前的消息队列。

4、服务器在启动的时候，会根据数据库中记录的信息，初始化房间和房间里面的人员。

5、如果一个新用户加入聊天室，则向User类中HashMap成员对象中插入一条key和value的值即可，同时这条记录要写入数据库。

如果一个用户退出群，删除User类中HashMap的值即可，同时删除数据库中的记录信息。

6、如果一个用户向大家发送群聊信息，服务端得到该用户所在的现场组id即房间id和用户id。然后在Group对象中，取出该房间id对应的User对象。依次遍历User对象中成员，将该用户发的信息放进每个用户的消息队列。

如果一个用户向某个用户发送私信。服务器取到接送放的id，然后将信息存储在接收方的消息队列中即可。

设计注意点：

1、多个线程操作同一个类或者对象的时候，这里特别要注意采用线程安全的思路。

2、用户推送的消息相当于存储在服务器的内存中，当服务器异常或者重启，将导致内存存储的用户消息丢失。如果后期对聊天数据是否丢失很敏感的话，考虑存储在数据库中。

3、以上代码设计，会发现一个问题，就是当大量用户进来取自己的聊天数据的时候，根据以上的设计，用户线程会首先争取房间类中HashMap成员变量的锁，这样导致其他用户线程等待。所以面对大用户量，以上设计方案不是最好，在此说明一下。

客户端和服务端实现总结

客户端（python版本）代码示例：

http长连接设置时的误区一:

第18行代码，每次循环，都会建立新的http连接，导致虽然设置了connection:Keep-Alive，但每次会新的连接请求，达不到连接复用。

正确的编码如下：

服务端（设置keep-alive超时时间），tomcat示例：

KeepAlive的连接活跃时然是受KeepAliveTimeOut限制的，如果第二次请求和第一次请求之间超过KeepAliveTimeOut的时间的话，第一次连接就会中断，在新建第二个连接。

客户端2~3秒请求一次，服务器端采用默认值5s。

验证测试

1、首先安装Wireshark抓包工具，用户我们测试验证用。下载地址如下：

http://wiresharkdownloads.riverbed.com/wireshark/win64/Wireshark-win64-1.10.2.exe

2、先来看看http短连接请求是怎么回事（将http头设置connection:close），我们用Wireshark抓包来看看，结果如下：

3、http长连接请求（将http头设置connection:keep-alive）, Wireshark抓包结果如下：