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websocket入门案例: 构建微信扫小程序码登录系统

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websocket入门案例: 构建微信扫小程序码登录系统

概览

WebSocket 想必各位前后端开发都不陌生 , 这种基于TCP的全双工通信协议,比起 HTTP long-polling(长轮询) 来说控制开销少,实时性强。它通过 HTTP/1.1 协议的101状态码进行握手。所以我们使用 nginx 这类来处理它的时候,需要配置协议升级,到 HTTP/1.1版本。

而为了创建Websocket连接,我们通过客户端发出请求,之后服务器进行回应,这个过程通常称为 handshaking

案例

微信扫码登录,想必各位大家都不陌生,这个被广泛应用到了社会各个场景。

同时还衍生出了,微信扫公众号二维码登录微信扫小程序码登录 , 这些本质上原理也都大差不差。

本文就借着 微信扫小程序码登录 ,这个场景来简单聊聊 websocket 的应用。

方案概括

简单概括一下,用户访问某个网站, 此时 浏览器(ClientA) 和 WS Server 之间建立了一个长链接, Server 给这个长链接颁发了一个 id (记为 idA) 。

ClientA 向服务端发送 idA 来请求小程序码,服务端接收后,调用 wxacode.getUnlimited , 把小程序码生成出来,此小程序码的 page 参数 为 小程序内的websocket登录页面 (例如 pages/index/wsLogin), 场景值参数 sceneidA。 生成后返回给回ClientA

接下来,用户获取小程序码后,使用微信扫码,就进入了我们小程序 (ClientB) 中的 pages/index/wsLogin 页面,同时通过场景值(scene),拿到了 idA

ws login

用户点击确认登录,我们小程序这里,就会向服务端发送一个触发事件(可以是ws或者http触发),这个事件用大白话描述一下就是: 小程序这里告诉服务端 用户微信信息xxx来验证登录,同时登录成功之后,我要向 idA 那个 socket 发送一个登录成功的事件,反之则发送未注册事件。

浏览器(ClientA),检测到这个服务端推送事件后,就能够从服务端获取 token,登录并实时进行页面跳转了。

是不是本质上非常简单 ?

当然这些作为一个 demo 来说已经够了, 要构建一个高可用的远远不止。

数据交互图

客户端单项通信(扫码登录场景)

客户端单项通信

客户端双向通信(聊天室IM场景)

客户端双向通信

(eg. 这只是最简易的场景,真实情况要复杂许多)

代码实现

demo 为了方便, ws server 为单例,所有的 socket 实例保存在内存中。

共有三个端,web , mp , server

demo

另一种思路

在上面这个示例中,我们给每个从客户端连接的 ws 请求 颁发了一个 id, 然后把它藏入小程序码的参数里,这样由于发 id 这个机制默认是无序的,我们比较难做缓存,万一依赖的第三方服务 宕机,或者 运行缓慢,势必影响我们自身的服务。那么有没有办法,减小这样的不确定性因素呢?

笔者曾经做过一个方案:

更改指定一个 socket.to namespace 里的发号规则,改为 0-999 , 然后先预制 参数为 0-999 的小程序码共 1000 张, 把他们上传同步到 CDN 去,并且在数据库中记录下他们的 id, CDN url , 这样用户访问 web 端登录页面时,发现是这个 namespace 的规则,就按照顺序,给一个没有被占用的 id。 假设为 10 (之前9位还在保持连接)。

那么它对应的小程序码,就可以通过 getMpQrcodeById 这样的方式,从自己数据库中取出链接,把二维码展示在页面上,同时 用户通过微信扫码后登录,也可以进行 client 之间 点对点 的通讯。

不过在用户量大的时候,有可能会遇到 码不够用的情况,这种建议可以先预先估计用户数量生码,或者构建一个 job 检测发码数量,实时生码,插入数据库,上传CDN,并刷新 ws 发号规则。

扩展后如图所示:

qrcode-ws-with-less-third

扩展阅读

多实例模式

在多进程或者集群下如何处理呢? 比如 ClientAServerA, ClientBServer B ,他们这 2Client 之间要如何进行通信呢?

  1. 一种还是以单例网关的形式,构建一个注册中心负责统一的收发调度,然后把逻辑运算交给其他的运算服务去做。
  2. 另一种是构建一套 发布/订阅机制 (比如 redisPub/Sub mechanism) , 来保证多个 ws 服务,可以进行相互通信。

协议对应:

http -> ws https -> wss

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