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WebSocket数据同步源码分析

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midnight2104
Apache ShenYu Committer

在ShenYu网关中，数据同步是指，当在后台管理系统中，数据发送了更新后，如何将更新的数据同步到网关中。Apache ShenYu 网关当前支持ZooKeeper、WebSocket、Http长轮询、Nacos 、etcd 和 Consul 进行数据同步。本文的主要内容是基于WebSocket的数据同步源码分析。

本文基于shenyu-2.4.0版本进行源码分析，官网的介绍请参考 数据同步原理 。

1. 关于WebSocket通信#

WebSocket协议诞生于2008年，在2011年成为国际标准。它可以双向通信，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息。WebSocket协议建立在 TCP 协议之上，属于应用层，性能开销小，通信高效，协议标识符是ws。

2. Admin数据同步#

我们从一个实际案例进行源码追踪，比如在后台管理系统中，新增一条选择器数据：

2.1 接收数据#

  • SelectorController.createSelector()

进入SelectorController类中的createSelector()方法，它负责数据的校验，添加或更新数据，返回结果信息。

@Validated@RequiredArgsConstructor@RestController@RequestMapping("/selector")public class SelectorController {        @PostMapping("")    public ShenyuAdminResult createSelector(@Valid @RequestBody final SelectorDTO selectorDTO) { // @Valid 数校验        // 添加或更新数据        Integer createCount = selectorService.createOrUpdate(selectorDTO);        // 返回结果信息        return ShenyuAdminResult.success(ShenyuResultMessage.CREATE_SUCCESS, createCount);    }        // ......}

2.2 处理数据#

  • SelectorServiceImpl.createOrUpdate()

在SelectorServiceImpl类中通过createOrUpdate()方法完成数据的转换，保存到数据库，发布事件，更新upstream。

@RequiredArgsConstructor@Servicepublic class SelectorServiceImpl implements SelectorService {    // 负责事件发布的eventPublisher    private final ApplicationEventPublisher eventPublisher;        @Override    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)    public int createOrUpdate(final SelectorDTO selectorDTO) {        int selectorCount;        // 构建数据 DTO --> DO        SelectorDO selectorDO = SelectorDO.buildSelectorDO(selectorDTO);        List<SelectorConditionDTO> selectorConditionDTOs = selectorDTO.getSelectorConditions();        // 判断是添加还是更新        if (StringUtils.isEmpty(selectorDTO.getId())) {            // 插入选择器数据            selectorCount = selectorMapper.insertSelective(selectorDO);            // 插入选择器中的条件数据            selectorConditionDTOs.forEach(selectorConditionDTO -> {                selectorConditionDTO.setSelectorId(selectorDO.getId());                selectorConditionMapper.insertSelective(SelectorConditionDO.buildSelectorConditionDO(selectorConditionDTO));            });            // check selector add            // 权限检查            if (dataPermissionMapper.listByUserId(JwtUtils.getUserInfo().getUserId()).size() > 0) {                DataPermissionDTO dataPermissionDTO = new DataPermissionDTO();                dataPermissionDTO.setUserId(JwtUtils.getUserInfo().getUserId());                dataPermissionDTO.setDataId(selectorDO.getId());                dataPermissionDTO.setDataType(AdminConstants.SELECTOR_DATA_TYPE);                dataPermissionMapper.insertSelective(DataPermissionDO.buildPermissionDO(dataPermissionDTO));            }
        } else {            // 更新数据，先删除再新增            selectorCount = selectorMapper.updateSelective(selectorDO);            //delete rule condition then add            selectorConditionMapper.deleteByQuery(new SelectorConditionQuery(selectorDO.getId()));            selectorConditionDTOs.forEach(selectorConditionDTO -> {                selectorConditionDTO.setSelectorId(selectorDO.getId());                SelectorConditionDO selectorConditionDO = SelectorConditionDO.buildSelectorConditionDO(selectorConditionDTO);                selectorConditionMapper.insertSelective(selectorConditionDO);            });        }        // 发布事件        publishEvent(selectorDO, selectorConditionDTOs);
        // 更新upstream        updateDivideUpstream(selectorDO);        return selectorCount;    }            // ......    }

在Service类完成数据的持久化操作，即保存数据到数据库，这个大家应该很熟悉了，就不展开。关于更新upstream操作，放到后面对应的章节中进行分析，重点关注发布事件的操作，它会进行数据同步。

publishEvent()方法的逻辑是：找到选择器对应的插件，构建条件数据，发布变更数据。

       private void publishEvent(final SelectorDO selectorDO, final List<SelectorConditionDTO> selectorConditionDTOs) {        // 找到选择器对应的插件        PluginDO pluginDO = pluginMapper.selectById(selectorDO.getPluginId());        // 构建条件数据        List<ConditionData> conditionDataList =                selectorConditionDTOs.stream().map(ConditionTransfer.INSTANCE::mapToSelectorDTO).collect(Collectors.toList());        // 发布变更数据        eventPublisher.publishEvent(new DataChangedEvent(ConfigGroupEnum.SELECTOR, DataEventTypeEnum.UPDATE,                Collections.singletonList(SelectorDO.transFrom(selectorDO, pluginDO.getName(), conditionDataList))));    }

发布变更数据通过eventPublisher.publishEvent()完成，这个eventPublisher对象是一个ApplicationEventPublisher类，这个类的全限定名是org.springframework.context.ApplicationEventPublisher。看到这儿，我们知道了发布数据是通过Spring相关的功能来完成的。

关于ApplicationEventPublisher：

当有状态发生变化时，发布者调用 ApplicationEventPublisher 的 publishEvent 方法发布一个事件，Spring容器广播事件给所有观察者，调用观察者的 onApplicationEvent 方法把事件对象传递给观察者。调用 publishEvent方法有两种途径，一种是实现接口由容器注入 ApplicationEventPublisher 对象然后调用其方法，另一种是直接调用容器的方法，两种方法发布事件没有太大区别。

  • ApplicationEventPublisher：发布事件；
  • ApplicationEvent：Spring 事件，记录事件源、时间和数据；
  • ApplicationListener：事件监听者，观察者。

在Spring的事件发布机制中，有三个对象，

一个是发布事件的ApplicationEventPublisher，在ShenYu中通过构造器注入了一个eventPublisher。

另一个对象是ApplicationEvent，在ShenYu中通过DataChangedEvent继承了它，表示事件对象。

public class DataChangedEvent extends ApplicationEvent {//......}

最后一个是 ApplicationListener，在ShenYu中通过DataChangedEventDispatcher类实现了该接口，作为事件的监听者，负责处理事件对象。

@Componentpublic class DataChangedEventDispatcher implements ApplicationListener<DataChangedEvent>, InitializingBean {
    //......    }

2.3 分发数据#

  • DataChangedEventDispatcher.onApplicationEvent()

当事件发布完成后，会自动进入到DataChangedEventDispatcher类中的onApplicationEvent()方法，进行事件处理。

@Componentpublic class DataChangedEventDispatcher implements ApplicationListener<DataChangedEvent>, InitializingBean {
  /**     * 有数据变更时，调用此方法     * @param event     */    @Override    @SuppressWarnings("unchecked")    public void onApplicationEvent(final DataChangedEvent event) {        // 遍历数据变更监听器(一般使用一种数据同步的方式就好了)        for (DataChangedListener listener : listeners) {            // 哪种数据发生变更            switch (event.getGroupKey()) {                case APP_AUTH: // 认证信息                    listener.onAppAuthChanged((List<AppAuthData>) event.getSource(), event.getEventType());                    break;                case PLUGIN:  // 插件信息                    listener.onPluginChanged((List<PluginData>) event.getSource(), event.getEventType());                    break;                case RULE:    // 规则信息                    listener.onRuleChanged((List<RuleData>) event.getSource(), event.getEventType());                    break;                case SELECTOR:   // 选择器信息                    listener.onSelectorChanged((List<SelectorData>) event.getSource(), event.getEventType());                    break;                case META_DATA:  // 元数据                    listener.onMetaDataChanged((List<MetaData>) event.getSource(), event.getEventType());                    break;                default:  // 其他类型，抛出异常                    throw new IllegalStateException("Unexpected value: " + event.getGroupKey());            }        }    }    }

当有数据变更时，调用onApplicationEvent方法，然后遍历所有数据变更监听器，判断是哪种数据类型，交给相应的数据监听器进行处理。

ShenYu将所有数据进行了分组，一共是五种：认证信息、插件信息、规则信息、选择器信息和元数据。

这里的数据变更监听器（DataChangedListener），就是数据同步策略的抽象，它的具体实现有：

这几个实现类就是当前ShenYu支持的同步策略：

  • WebsocketDataChangedListener：基于websocket的数据同步；
  • ZookeeperDataChangedListener：基于zookeeper的数据同步；
  • ConsulDataChangedListener：基于consul的数据同步；
  • EtcdDataDataChangedListener：基于etcd的数据同步；
  • HttpLongPollingDataChangedListener：基于http长轮询的数据同步；
  • NacosDataChangedListener：基于nacos的数据同步；

既然有这么多种实现策略，那么如何确定使用哪一种呢？

因为本文是基于websocket的数据同步源码分析，所以这里以WebsocketDataChangedListener为例，分析它是如何被加载并实现的。

通过在源码工程中进行全局搜索，可以看到，它的实现是在DataSyncConfiguration类完成的。

/** * 数据同步配置类 * 通过springboot条件装配实现 * The type Data sync configuration. */@Configurationpublic class DataSyncConfiguration {     /**     * websocket数据同步（默认策略）     * The WebsocketListener(default strategy).     */    @Configuration    @ConditionalOnProperty(name = "shenyu.sync.websocket.enabled", havingValue = "true", matchIfMissing = true)    @EnableConfigurationProperties(WebsocketSyncProperties.class)    static class WebsocketListener {
        /**         * Config event listener data changed listener.         * 配置websocket数据变更监听器         * @return the data changed listener         */        @Bean        @ConditionalOnMissingBean(WebsocketDataChangedListener.class)        public DataChangedListener websocketDataChangedListener() {            return new WebsocketDataChangedListener();        }
        /**         * Websocket collector.         * Websocket处理类：建立连接，发送消息，关闭连接等操作         * @return the websocket collector         */        @Bean        @ConditionalOnMissingBean(WebsocketCollector.class)        public WebsocketCollector websocketCollector() {            return new WebsocketCollector();        }
        /**         * Server endpoint exporter          *         * @return the server endpoint exporter         */        @Bean        @ConditionalOnMissingBean(ServerEndpointExporter.class)        public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {            return new ServerEndpointExporter();        }    }        //......}

这个配置类是通过SpringBoot条件装配类实现的。在WebsocketListener类上面有几个注解：

  • @Configuration：配置文件，应用上下文；

  • @ConditionalOnProperty(name = "shenyu.sync.websocket.enabled", havingValue = "true", matchIfMissing = true)：属性条件判断，满足条件，该配置类才会生效。也就是说，当我们有如下配置时，就会采用websocket进行数据同步。不过，这里需要注意下matchIfMissing = true这个属性，它表示，如果你没有如下的配置，该配置类也会生效。基于websocket的数据同步时官方推荐的方式，也是默认采用的方式。

    shenyu:    sync:    websocket:      enabled: true

  • @EnableConfigurationProperties：启用配置属性；

当我们主动配置，采用websocket进行数据同步时，WebsocketDataChangedListener就会生成。所以在事件处理方法onApplicationEvent()中，就会到相应的listener中。在我们的案例中，是新增加了一条选择器数据，数据通过采用的是websocket，所以，代码会进入到WebsocketDataChangedListener进行选择器数据变更处理。

    @Override    @SuppressWarnings("unchecked")    public void onApplicationEvent(final DataChangedEvent event) {        // 遍历数据变更监听器(一般使用一种数据同步的方式就好了)        for (DataChangedListener listener : listeners) {            // 哪种数据发生变更            switch (event.getGroupKey()) {                                    // 省略了其他逻辑                                    case SELECTOR:   // 选择器信息                    listener.onSelectorChanged((List<SelectorData>) event.getSource(), event.getEventType());   // WebsocketDataChangedListener进行选择器数据变更处理                    break;         }    }

2.4 Websocket数据变更监听器#

  • WebsocketDataChangedListener.onSelectorChanged()

    在onSelectorChanged()方法中，将数据进行了封装，转成WebsocketData，然后通过WebsocketCollector.send()发送数据。

    // 选择器数据有更新    @Override    public void onSelectorChanged(final List<SelectorData> selectorDataList, final DataEventTypeEnum eventType) {        // 构造 WebsocketData 数据        WebsocketData<SelectorData> websocketData =                new WebsocketData<>(ConfigGroupEnum.SELECTOR.name(), eventType.name(), selectorDataList);        // 通过websocket发送数据        WebsocketCollector.send(GsonUtils.getInstance().toJson(websocketData), eventType);    }

2.5 Websocket发送数据#

  • WebsocketCollector.send()

在send()方法中，判断了一下同步的类型，根据不同的类型，进行处理。

@Slf4j@ServerEndpoint(value = "/websocket", configurator = WebsocketConfigurator.class)public class WebsocketCollector {    /**     * Send.     *     * @param message the message     * @param type    the type     */    public static void send(final String message, final DataEventTypeEnum type) {        if (StringUtils.isNotBlank(message)) {            // 如果是MYSELF（第一次的全量同步）            if (DataEventTypeEnum.MYSELF == type) {                // 从threadlocal中获取session                Session session = (Session) ThreadLocalUtil.get(SESSION_KEY);                if (session != null) {                    // 向该session发送全量数据                    sendMessageBySession(session, message);                }            } else {                // 后续的增量同步                // 向所有的session中同步变更数据                SESSION_SET.forEach(session -> sendMessageBySession(session, message));            }        }    }
    private static void sendMessageBySession(final Session session, final String message) {        try {            // 通过websocket的session把消息发送出去            session.getBasicRemote().sendText(message);        } catch (IOException e) {            log.error("websocket send result is exception: ", e);        }    }}

我们给的案例是一个新增操作 ，是一个增量同步，所以会走

SESSION_SET.forEach(session -> sendMessageBySession(session, message));

这个逻辑。

再通过

session.getBasicRemote().sendText(message);

将数据发送了出去。

至此，当admin端发生数据变更时，就将变更的数据以增量形式通过WebSocket发给了网关。

分析到这里，不知道大家有没有疑问呢？比如session是怎么来的？网关如何和admin建立连接的？

不要着急，我们接下来就进行网关端的同步分析。

不过，在继续源码分析前，我们用一张图将上面的分析过程串联起来。

3. 网关数据同步#

假设ShenYu网关已经在正常运行了，使用的数据同步方式也是websocket。那么当在admin端新增一条选择器数据后，并且通过WebSocket发送到网关，那网关是如何接收并处理数据的呢？接下来我们就继续进行源码分析，一探究竟。

3.1 WebsocketClient接收数据#

  • ShenyuWebsocketClient.onMessage()

在网关端有一个ShenyuWebsocketClient类，它继承了WebSocketClient，可以和WebSocket建立连接并通信。

public final class ShenyuWebsocketClient extends WebSocketClient {  // ......}

当在admin端通过websocket发送数据后，ShenyuWebsocketClient就可以通过onMessage()接收到数据，然后就可以自己进行处理。

public final class ShenyuWebsocketClient extends WebSocketClient {      // 接受到消息后执行    @Override    public void onMessage(final String result) {        // 处理接收到的数据        handleResult(result);    }        private void handleResult(final String result) {        // 数据反序列化        WebsocketData websocketData = GsonUtils.getInstance().fromJson(result, WebsocketData.class);        // 哪种数据类型，插件、选择器、规则...        ConfigGroupEnum groupEnum = ConfigGroupEnum.acquireByName(websocketData.getGroupType());        // 哪种操作类型，更新、删除...        String eventType = websocketData.getEventType();        String json = GsonUtils.getInstance().toJson(websocketData.getData());
        // 处理数据        websocketDataHandler.executor(groupEnum, json, eventType);    }}

接收到数据后，首先进行了反序列化操作，读取数据类型和操作类型，紧接着，就交给websocketDataHandler.executor()进行处理。

3.2 执行Websocket事件处理器#

  • WebsocketDataHandler.executor()

通过工厂模式创建了Websocket数据处理器，每种数据类型，都提供了一个处理器：

插件 --> 插件数据处理器;

选择器 --> 选择器数据处理器；

规则 --> 规则数据处理器；

认证信息 --> 认证数据处理器；

元数据 --> 元数据处理器。


/** * 通过工厂模式创建 Websocket数据处理器 * The type Websocket cache handler. */public class WebsocketDataHandler {
    private static final EnumMap<ConfigGroupEnum, DataHandler> ENUM_MAP = new EnumMap<>(ConfigGroupEnum.class);
    /**     * Instantiates a new Websocket data handler.     * 每种数据类型，提供一个处理器     * @param pluginDataSubscriber the plugin data subscriber     * @param metaDataSubscribers  the meta data subscribers     * @param authDataSubscribers  the auth data subscribers     */    public WebsocketDataHandler(final PluginDataSubscriber pluginDataSubscriber,                                final List<MetaDataSubscriber> metaDataSubscribers,                                final List<AuthDataSubscriber> authDataSubscribers) {        // 插件 --> 插件数据处理器        ENUM_MAP.put(ConfigGroupEnum.PLUGIN, new PluginDataHandler(pluginDataSubscriber));        // 选择器 --> 选择器数据处理器        ENUM_MAP.put(ConfigGroupEnum.SELECTOR, new SelectorDataHandler(pluginDataSubscriber));        // 规则 --> 规则数据处理器        ENUM_MAP.put(ConfigGroupEnum.RULE, new RuleDataHandler(pluginDataSubscriber));        // 认证信息 --> 认证数据处理器        ENUM_MAP.put(ConfigGroupEnum.APP_AUTH, new AuthDataHandler(authDataSubscribers));        // 元数据 --> 元数据处理器        ENUM_MAP.put(ConfigGroupEnum.META_DATA, new MetaDataHandler(metaDataSubscribers));    }
    /**     * Executor.     *     * @param type      the type     * @param json      the json     * @param eventType the event type     */    public void executor(final ConfigGroupEnum type, final String json, final String eventType) {        // 根据数据类型，找到对应的数据处理器        ENUM_MAP.get(type).handle(json, eventType);    }}

不同的数据类型，有不同的数据处理方式，所以有不同的实现类。但是它们之间也有相同的处理逻辑，所以可以通过模板方法设计模式来实现。相同的逻辑放在抽象类中的handle()方法中，不同逻辑就交给各自的实现类。

我们的案例是新增了一条选择器数据，所以会交给SelectorDataHandler（ 选择器 --> 选择器数据处理器）进行数据处理。

3.3 判断事件类型#

  • AbstractDataHandler.handle()

实现数据变更的通用逻辑处理：根据不同的操作类型调用不同方法。


public abstract class AbstractDataHandler<T> implements DataHandler {
    /**     * Convert list.     * 不同的逻辑由各自实现类去实现     * @param json the json     * @return the list     */    protected abstract List<T> convert(String json);
    /**     * Do refresh.     * 不同的逻辑由各自实现类去实现     * @param dataList the data list     */    protected abstract void doRefresh(List<T> dataList);
    /**     * Do update.     * 不同的逻辑由各自实现类去实现     * @param dataList the data list     */    protected abstract void doUpdate(List<T> dataList);
    /**     * Do delete.     * 不同的逻辑由各自实现类去实现     * @param dataList the data list     */    protected abstract void doDelete(List<T> dataList);
    // 通用逻辑，抽象类实现    @Override    public void handle(final String json, final String eventType) {        List<T> dataList = convert(json);        if (CollectionUtils.isNotEmpty(dataList)) {            DataEventTypeEnum eventTypeEnum = DataEventTypeEnum.acquireByName(eventType);            switch (eventTypeEnum) {                case REFRESH:                case MYSELF:                    doRefresh(dataList);  //刷新数据，全量同步                    break;                case UPDATE:                case CREATE:                    doUpdate(dataList); // 更新或创建数据，增量同步                    break;                case DELETE:                    doDelete(dataList);  // 删除数据                    break;                default:                    break;            }        }    }}

新增一条选择器数据，是新增操作，通过switch-case进入到doUpdate()方法中。

3.4 进入具体的数据处理器#

  • SelectorDataHandler.doUpdate()

/** * 选择器数据处理器 * The type Selector data handler. */@RequiredArgsConstructorpublic class SelectorDataHandler extends AbstractDataHandler<SelectorData> {
    private final PluginDataSubscriber pluginDataSubscriber;
    //......
    // 更新操作    @Override    protected void doUpdate(final List<SelectorData> dataList) {        dataList.forEach(pluginDataSubscriber::onSelectorSubscribe);    }}

遍历数据，进入onSelectorSubscribe()方法。

  • PluginDataSubscriber.onSelectorSubscribe()

它没有其他逻辑，直接调用subscribeDataHandler()方法。在方法中，更具数据类型（插件、选择器或规则），操作类型（更新或删除），去执行不同逻辑。

/** * 通用插件数据订阅者，负责处理所有插件、选择器和规则信息 * The type Common plugin data subscriber. */public class CommonPluginDataSubscriber implements PluginDataSubscriber {    //......     // 处理选择器数据    @Override    public void onSelectorSubscribe(final SelectorData selectorData) {        subscribeDataHandler(selectorData, DataEventTypeEnum.UPDATE);    }            // 订阅数据处理器，处理数据的更新或删除    private <T> void subscribeDataHandler(final T classData, final DataEventTypeEnum dataType) {        Optional.ofNullable(classData).ifPresent(data -> {            // 插件数据            if (data instanceof PluginData) {                PluginData pluginData = (PluginData) data;                if (dataType == DataEventTypeEnum.UPDATE) { // 更新操作                    // 将数据保存到网关内存                    BaseDataCache.getInstance().cachePluginData(pluginData);                    // 如果每个插件还有自己的处理逻辑，那么就去处理                    Optional.ofNullable(handlerMap.get(pluginData.getName())).ifPresent(handler -> handler.handlerPlugin(pluginData));                } else if (dataType == DataEventTypeEnum.DELETE) {  // 删除操作                    // 从网关内存移除数据                    BaseDataCache.getInstance().removePluginData(pluginData);                    // 如果每个插件还有自己的处理逻辑，那么就去处理                    Optional.ofNullable(handlerMap.get(pluginData.getName())).ifPresent(handler -> handler.removePlugin(pluginData));                }            } else if (data instanceof SelectorData) {  // 选择器数据                SelectorData selectorData = (SelectorData) data;                if (dataType == DataEventTypeEnum.UPDATE) { // 更新操作                    // 将数据保存到网关内存                    BaseDataCache.getInstance().cacheSelectData(selectorData);                    // 如果每个插件还有自己的处理逻辑，那么就去处理                     Optional.ofNullable(handlerMap.get(selectorData.getPluginName())).ifPresent(handler -> handler.handlerSelector(selectorData));                } else if (dataType == DataEventTypeEnum.DELETE) {  // 删除操作                    // 从网关内存移除数据                    BaseDataCache.getInstance().removeSelectData(selectorData);                    // 如果每个插件还有自己的处理逻辑，那么就去处理                    Optional.ofNullable(handlerMap.get(selectorData.getPluginName())).ifPresent(handler -> handler.removeSelector(selectorData));                }            } else if (data instanceof RuleData) {  // 规则数据                RuleData ruleData = (RuleData) data;                if (dataType == DataEventTypeEnum.UPDATE) { // 更新操作                    // 将数据保存到网关内存                    BaseDataCache.getInstance().cacheRuleData(ruleData);                    // 如果每个插件还有自己的处理逻辑，那么就去处理                    Optional.ofNullable(handlerMap.get(ruleData.getPluginName())).ifPresent(handler -> handler.handlerRule(ruleData));                } else if (dataType == DataEventTypeEnum.DELETE) { // 删除操作                    // 从网关内存移除数据                    BaseDataCache.getInstance().removeRuleData(ruleData);                    // 如果每个插件还有自己的处理逻辑，那么就去处理                    Optional.ofNullable(handlerMap.get(ruleData.getPluginName())).ifPresent(handler -> handler.removeRule(ruleData));                }            }        });    }    }

那么新增一条选择器数据，会进入下面的逻辑：

// 将数据保存到网关内存BaseDataCache.getInstance().cacheSelectData(selectorData);// 如果每个插件还有自己的处理逻辑，那么就去处理                  Optional.ofNullable(handlerMap.get(selectorData.getPluginName())).ifPresent(handler -> handler.handlerSelector(selectorData));

一是将数据保存到网关的内存中。BaseDataCache是最终缓存数据的类，通过单例模式实现。选择器数据就存到了SELECTOR_MAP这个Map中。在后续使用的时候，也是从这里拿数据。

public final class BaseDataCache {    // 私有变量    private static final BaseDataCache INSTANCE = new BaseDataCache();    // 私有构造器    private BaseDataCache() {    }        /**     * Gets instance.     *  公开方法     * @return the instance     */    public static BaseDataCache getInstance() {        return INSTANCE;    }        /**    *  缓存选择器数据的Map     * pluginName -> SelectorData.     */    private static final ConcurrentMap<String, List<SelectorData>> SELECTOR_MAP = Maps.newConcurrentMap();        public void cacheSelectData(final SelectorData selectorData) {        Optional.ofNullable(selectorData).ifPresent(this::selectorAccept);    }           /**     * cache selector data.     * 缓存选择器数据     * @param data the selector data     */    private void selectorAccept(final SelectorData data) {        String key = data.getPluginName();        if (SELECTOR_MAP.containsKey(key)) { // 更新操作，先删除再插入            List<SelectorData> existList = SELECTOR_MAP.get(key);            final List<SelectorData> resultList = existList.stream().filter(r -> !r.getId().equals(data.getId())).collect(Collectors.toList());            resultList.add(data);            final List<SelectorData> collect = resultList.stream().sorted(Comparator.comparing(SelectorData::getSort)).collect(Collectors.toList());            SELECTOR_MAP.put(key, collect);        } else {  // 新增操作，直接放到Map中            SELECTOR_MAP.put(key, Lists.newArrayList(data));        }    }    }

二是如果每个插件还有自己的处理逻辑，那么就去处理。 通过idea编辑器可以看到，当新增一条选择器后，有如下的插件还有处理。这里我们就不再展开了。

经过以上的源码追踪，并通过一个实际的案例，在admin端新增一条选择器数据，就将websocket数据同步的流程分析清楚了。

我们还是用下面的一张图将网关端的数据同步流程串联一下：

数据同步的流程已经分析完了，但是还有一些问题没有分析到，就是网关是如何跟admin建立连接的？

4. 网关和admin建立websocket连接#

  • websocket配置

在网关的配置文件中有如下配置，并且引入了相关依赖，就会启动websocket相关服务。

shenyu:    file:      enabled: true    cross:      enabled: true    dubbo :      parameter: multi    sync:      websocket :  # 使用websocket进行数据同步        urls: ws://localhost:9095/websocket   # admin端的websocket地址        allowOrigin: ws://localhost:9195

在网关中引入websocket的依赖。

<!--shenyu data sync start use websocket--><dependency>    <groupId>org.apache.shenyu</groupId>    <artifactId>shenyu-spring-boot-starter-sync-data-websocket</artifactId>    <version>${project.version}</version></dependency>
  • Websocket数据同步配置

通过springboot的条件装配，创建相关的bean。在网关启动的时候，如果我们配置了shenyu.sync.websocket.urls，那么Websocket数据同步配置就会被加载。这里通过spring boot starter完成依赖的加载。


/** * Websocket数据同步配置 * 通过springboot实现条件注入 * Websocket sync data configuration for spring boot. */@Configuration@ConditionalOnClass(WebsocketSyncDataService.class)@ConditionalOnProperty(prefix = "shenyu.sync.websocket", name = "urls")@Slf4jpublic class WebsocketSyncDataConfiguration {
    /**     * Websocket sync data service.     * Websocket数据同步服务     * @param websocketConfig   the websocket config     * @param pluginSubscriber the plugin subscriber     * @param metaSubscribers   the meta subscribers     * @param authSubscribers   the auth subscribers     * @return the sync data service     */    // 创建websocketSyncDataService    @Bean    public SyncDataService websocketSyncDataService(final ObjectProvider<WebsocketConfig> websocketConfig, final ObjectProvider<PluginDataSubscriber> pluginSubscriber,                                           final ObjectProvider<List<MetaDataSubscriber>> metaSubscribers, final ObjectProvider<List<AuthDataSubscriber>> authSubscribers) {        log.info("you use websocket sync shenyu data.......");        return new WebsocketSyncDataService(websocketConfig.getIfAvailable(WebsocketConfig::new), pluginSubscriber.getIfAvailable(),                metaSubscribers.getIfAvailable(Collections::emptyList), authSubscribers.getIfAvailable(Collections::emptyList));    }
    /**     * Config websocket config.     *     * @return the websocket config     */    @Bean    @ConfigurationProperties(prefix = "shenyu.sync.websocket")    public WebsocketConfig websocketConfig() {        return new WebsocketConfig();  // 创建WebsocketConfig    }}

在项目的resources/META-INF目录先新建spring.factories文件，在文件中指明配置类。

  • Websocket数据同步服务

在WebsocketSyncDataService中做了如下几件事情：

  • 读取配置中的urls，这个表示admin端的同步地址，有多个的话，使用","分割；
  • 创建调度线程池，一个admin分配一个，用于执行定时任务；
  • 创建ShenyuWebsocketClient，一个admin分配一个，用于和admin建立websocket通信；
  • 开始和admin端的websocket 建立连接；
  • 执行定时任务，每隔10秒执行一次。主要作用是判断websocket连接是否已经断开，如果已经断开，则尝试重连。如果没有断开，就进行 ping-pong 检测。

/** * Websocket数据同步服务 * Websocket sync data service. */@Slf4jpublic class WebsocketSyncDataService implements SyncDataService, AutoCloseable {
    private final List<WebSocketClient> clients = new ArrayList<>();
    private final ScheduledThreadPoolExecutor executor;
    /**     * Instantiates a new Websocket sync cache.     * 创建Websocket数据同步服务     * @param websocketConfig      the websocket config     * @param pluginDataSubscriber the plugin data subscriber     * @param metaDataSubscribers  the meta data subscribers     * @param authDataSubscribers  the auth data subscribers     */    public WebsocketSyncDataService(final WebsocketConfig websocketConfig,                                    final PluginDataSubscriber pluginDataSubscriber,                                    final List<MetaDataSubscriber> metaDataSubscribers,                                    final List<AuthDataSubscriber> authDataSubscribers) {        // admin端的同步地址，有多个的话，使用","分割        String[] urls = StringUtils.split(websocketConfig.getUrls(), ",");        // 创建调度线程池，一个admin分配一个        executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(urls.length, ShenyuThreadFactory.create("websocket-connect", true));        for (String url : urls) {            try {                //创建WebsocketClient，一个admin分配一个                clients.add(new ShenyuWebsocketClient(new URI(url), Objects.requireNonNull(pluginDataSubscriber), metaDataSubscribers, authDataSubscribers));            } catch (URISyntaxException e) {                log.error("websocket url({}) is error", url, e);            }        }        try {            for (WebSocketClient client : clients) {                // 和websocket server建立连接                boolean success = client.connectBlocking(3000, TimeUnit.MILLISECONDS);                if (success) {                    log.info("websocket connection is successful.....");                } else {                    log.error("websocket connection is error.....");                }
                // 执行定时任务，每隔10秒执行一次                // 主要作用是判断websocket连接是否已经断开，如果已经断开，则尝试重连。                // 如果没有断开，就进行 ping-pong 检测                executor.scheduleAtFixedRate(() -> {                    try {                        if (client.isClosed()) {                            boolean reconnectSuccess = client.reconnectBlocking();                            if (reconnectSuccess) {                                log.info("websocket reconnect server[{}] is successful.....", client.getURI().toString());                            } else {                                log.error("websocket reconnection server[{}] is error.....", client.getURI().toString());                            }                        } else {                            client.sendPing();                            log.debug("websocket send to [{}] ping message successful", client.getURI().toString());                        }                    } catch (InterruptedException e) {                        log.error("websocket connect is error :{}", e.getMessage());                    }                }, 10, 10, TimeUnit.SECONDS);            }            /* client.setProxy(new Proxy(Proxy.Type.HTTP, new InetSocketAddress("proxyaddress", 80)));*/        } catch (InterruptedException e) {            log.info("websocket connection...exception....", e);        }
    }
    @Override    public void close() {        // 关闭 websocket client        for (WebSocketClient client : clients) {            if (!client.isClosed()) {                client.close();            }        }        // 关闭线程池        if (Objects.nonNull(executor)) {            executor.shutdown();        }    }}
  • ShenyuWebsocketClient

在ShenYu中创建的WebSocket客户端，用于和admin端通信。第一次成功建立连接后，同步全量数据，后续进行增量同步。


/** * 在ShenYu中自定义的WebSocket客户端 * The type shenyu websocket client. */@Slf4jpublic final class ShenyuWebsocketClient extends WebSocketClient {        private volatile boolean alreadySync = Boolean.FALSE;        private final WebsocketDataHandler websocketDataHandler;        /**     * Instantiates a new shenyu websocket client.     * 创建ShenyuWebsocketClient     * @param serverUri             the server uri  服务端uri     * @param pluginDataSubscriber the plugin data subscriber 插件数据订阅器     * @param metaDataSubscribers   the meta data subscribers 元数据订阅器     * @param authDataSubscribers   the auth data subscribers 认证数据订阅器     */    public ShenyuWebsocketClient(final URI serverUri, final PluginDataSubscriber pluginDataSubscriber,final List<MetaDataSubscriber> metaDataSubscribers, final List<AuthDataSubscriber> authDataSubscribers) {        super(serverUri);        this.websocketDataHandler = new WebsocketDataHandler(pluginDataSubscriber, metaDataSubscribers, authDataSubscribers);    }
    // 成功建立连接后执行    @Override    public void onOpen(final ServerHandshake serverHandshake) {        // 防止重新建立连接时，再次执行，所以用alreadySync进行判断        if (!alreadySync) {            // 同步所有数据，MYSELF 类型            send(DataEventTypeEnum.MYSELF.name());            alreadySync = true;        }    }
    // 接收到消息后执行    @Override    public void onMessage(final String result) {        // 处理接收到的数据        handleResult(result);    }        // 关闭后执行    @Override    public void onClose(final int i, final String s, final boolean b) {        this.close();    }        // 失败后执行    @Override    public void onError(final Exception e) {        this.close();    }        @SuppressWarnings("ALL")    private void handleResult(final String result) {        // 数据反序列化        WebsocketData websocketData = GsonUtils.getInstance().fromJson(result, WebsocketData.class);        // 哪种数据类型，插件、选择器、规则...        ConfigGroupEnum groupEnum = ConfigGroupEnum.acquireByName(websocketData.getGroupType());        // 哪种操作类型，更新、删除...        String eventType = websocketData.getEventType();        String json = GsonUtils.getInstance().toJson(websocketData.getData());
        // 处理数据        websocketDataHandler.executor(groupEnum, json, eventType);    }}

5. 总结#

本文通过一个实际案例，对websocket的数据同步原理进行了源码分析。涉及到的主要知识点如下：

  • websocket支持双向通信，性能好，推荐使用；
  • 通过Spring完成事件发布和监听；
  • 通过抽象DataChangedListener接口，支持多种同步策略，面向接口编程；
  • 使用工厂模式创建 WebsocketDataHandler，实现不同数据类型的处理；
  • 使用模板方法设计模式实现AbstractDataHandler，处理通用的操作类型；
  • 使用单例设计模式实现缓存数据类BaseDataCache；
  • 通过SpringBoot的条件装配和starter加载机制实现配置类的加载。