導語

長連接服務被廣泛應用在消息提醒、即時通訊、推送、直播彈幕、游戲等場景。本篇文章將介紹云開發(fā)數(shù)據(jù)庫的長連接服務——實時數(shù)據(jù)推送，使用它來構(gòu)建更生動的小程序。

什么是實時數(shù)據(jù)推送？

通過云開發(fā)數(shù)據(jù)庫的實時數(shù)據(jù)推送能力，小程序端可實時監(jiān)聽數(shù)據(jù)庫變更，即它支持根據(jù)開發(fā)者給定的查詢語句進行監(jiān)聽，每當查詢語句的結(jié)果發(fā)生變化時，小程序端就會收到包含更新內(nèi)容的推送，并對實時數(shù)據(jù)變化做出響應。

具體示例如下圖：客戶端1修改數(shù)據(jù)且符合監(jiān)聽條件，當數(shù)據(jù)庫收到變更時，會將客戶端1的變更內(nèi)容推送到其它客戶端。

云開發(fā)提供哪些能力支持？自建長連接服務，需要設計繁雜的系統(tǒng)架構(gòu)，并且伴隨大量的開發(fā)工作，使得開發(fā)成本較高。當長連接服務開發(fā)完成投入使用后，將不可避免的會帶來額外的維護工作。對于基礎設施、服務安全等維護也需要耗費大量的時間成本和人力成本。此時，開發(fā)者可以進行小程序的實際開發(fā)工作。接入微信鑒權(quán)體系來獲取用戶登錄態(tài)、使用微信開放接口等，基于長連接服務來實現(xiàn)具體的業(yè)務邏輯。具體地，使用實時數(shù)據(jù)推送有如下優(yōu)勢：

• 零開發(fā)

使用實時數(shù)據(jù)推送無需通過編寫服務端代碼來自建完整服務，降低了開發(fā)成本和開發(fā)者的使用門檻，可以將精力聚焦在核心業(yè)務的設計與開發(fā)上。

• 免鑒權(quán)

使用實時數(shù)據(jù)推送無需接入微信鑒權(quán)體系，天然集成了原生微信能力，與微信的登錄無縫整合，開箱即用，免鑒權(quán)獲取微信用戶信息、使用微信開放接口。減少了開發(fā)者對鑒權(quán)功能的開發(fā)和維護工作。

• 零維護

使用實時數(shù)據(jù)推送無需維護基礎設施、安全管理等問題，降低維護成本。

實時數(shù)據(jù)推送整體架構(gòu)

有一句流行語：“哪有什么歲月靜好，只是有人替你負重前行”，上文提到實時數(shù)據(jù)推送的零開發(fā)、零維護、免鑒權(quán)等天然優(yōu)勢，那么這些“歲月靜好”的能力背后是誰替它們“負重前行”呢？讓我們來揭開實時數(shù)據(jù)推送技術(shù)架構(gòu)的神秘面紗。

請求從小程序到接入層經(jīng)過的是 WebSocket 協(xié)議，再到安全校驗層進行權(quán)限驗證。安全校驗提供簡單的 ACL 標記，也支持高級的數(shù)據(jù)庫安全規(guī)則語法實現(xiàn)精細化訪問權(quán)限控制，可以根據(jù)業(yè)務實際情況進行選擇。對于路由層以及監(jiān)聽推送層，下面將從可用性、可靠性和性能方面來進行介紹：

• 可用性

對于一項服務，其可用性是首先需要關(guān)注的問題。首先是異常節(jié)點自動剔除來確保在部分節(jié)點出現(xiàn)問題時，服務正常可用。實時數(shù)據(jù)推送路由層通過 Tars 的熔斷和自動剔除機制來屏蔽掉異常節(jié)點。監(jiān)聽推送層使用 ETCD 實時心跳檢測，2秒上報心跳、6秒檢測到異常，立即執(zhí)行相關(guān)處理邏輯來實現(xiàn)異常節(jié)點自動剔除。其次通過一致性哈希方案提升性能、保證可用性。每次長輪詢請求都有 QueryID，請求從路由層到監(jiān)聽推送層的對應關(guān)系由一致性哈希生成算法，使得監(jiān)聽推送層負載均衡。最后還有相同條件對應相同的 QueryID 來提高性能。

• 可靠性

從小程序到實時數(shù)據(jù)推送服務是長輪詢且無狀態(tài)，為業(yè)務可靠提供保駕護航。事件自增 ID 可以保證收到推送事件是有序的。此外，對事件進行了本地和 Redis 的兩級緩存來確保數(shù)據(jù)安全。支持客戶端掉線3分鐘，事件不丟失，斷線重連后仍能正常按序收到事件。

• 高性能

實時數(shù)據(jù)推送服務的性能方面，云開發(fā)做了一些優(yōu)化工作：(1)使用樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保存 watch 條件作為索引，對監(jiān)聽條件匹配索引算法進行優(yōu)化。(2)對于變更事件的匹配，采用多協(xié)程并發(fā)流水線：匹配事件、推送事件、緩存事件。(3)當短時間內(nèi)有多條符合監(jiān)聽條件的事件產(chǎn)生時，多個事件將會在合并后再推送到客戶端。減少了多次推送事件的請求網(wǎng)絡耗時，性能提升明顯。

簡單易用的 API 和豐富的應用場景

實時數(shù)據(jù)推送提供了便捷的 API 供廣大開發(fā)者使用。開發(fā)者可根據(jù)實際場景，按指定集合、查詢條件、排序方式、限制返回數(shù)量等來實現(xiàn)業(yè)務邏輯。更詳細的說明可參考微信開放文檔——云開發(fā)實時數(shù)據(jù)推送。文檔鏈接：

https://developers.weixin.qq.com/miniprogram/dev/wxcloud/guide/database/realtime.html

實時數(shù)據(jù)推送可以應用到許多實際業(yè)務場景中，如即時通信、狀態(tài)同步以及團隊協(xié)作等方面。無論是小程序或小游戲都可以使用云數(shù)據(jù)庫的實時數(shù)據(jù)推送來實現(xiàn)相關(guān)場景的實際業(yè)務功能。

即時通信

1. 小程序：直播聊天室、彈幕等

2. 小游戲：區(qū)服聊天、房間聊天、私信功能、動態(tài)消息等

成語偷菜小游戲就是一個經(jīng)典的即時通信客戶案例，它利用實時數(shù)據(jù)推送實現(xiàn)了偷菜的動態(tài)消息提醒。

狀態(tài)同步

1. 小程序：聊天提示狀態(tài)好友正在輸入、好友1V1問答PK等

2. 小游戲：五子棋等

微信讀書每日一答小程序的問答PK環(huán)節(jié)也使用到了實時數(shù)據(jù)推送，在對答游戲中即時同步雙方答題的倒計時、分數(shù)、結(jié)果等狀態(tài)。

團隊協(xié)作

1. 在線共享文檔

2. 項目管理協(xié)作

結(jié)語

以上內(nèi)容，希望能幫助到各位開發(fā)者更好地應用實時數(shù)據(jù)推送，為小程序錦上添花。最后，歡迎關(guān)注云開發(fā)公眾號，不定時推送最新能力以及云開發(fā)實戰(zhàn)高質(zhì)量技術(shù)文章。

作者：劉國瑋，騰訊云云開發(fā)團隊后臺開發(fā)工程師。?

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總結(jié)

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