要不你给我说说什么是长轮询吧?

Apollo是一个配置管理平台,支持配置修改后实时推送到应用端,采用长轮询机制保证客户端能在1秒内获取最新配置。配置发布过程涉及Portal、AdminService和ConfigService的交互,以及异步Servlet处理长连接。长轮询通过保持连接直到有新数据或超时,减少不必要的请求,提高实时性。相比短轮询,长轮询降低了服务端压力,但也有连接稳定性考虑和业务需求设计。

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Apollo:  配置修改后能够实时推送到应用端,并且具备规范的权限、流程治理等特性,适用于微服务配置管理场景。 支持(HTTP长轮询1s内), 用户在Apollo修改完配置并发布后,客户端能实时(1秒)接收到最新的配置,并通知到应用程序

操作流程如下:1、在Apollo配置中心修改配置
                         2、应用程序通过Apollo客户端从配置中心拉取配置信息用户通过Apollo配置中心修改或发布配置后,会有两种机制来保证应用程序来获取最新配置:一种是Apollo配置中心会向客户端推送最新的配置;另外一种是Apollo客户端会定时从Apollo配置中心拉取最新的配置,通过以上两种机制共同来保证应用程序能及时获取到配置。

4.7配置发布原理在配置中心中,一个重要的功能就是配置发布后实时推送到客户端。

上图简要描述了配置发布的主要过程:

1.用户在Portal操作配置发布
2. Portal调用Admin Service的接口操作发布
3. Admin Service发布配置后,发送ReleaseMessage给各个Config Service
4. Config Service收到ReleaseMessage后,通知对应的客户端(客户端会发起一个Http请求到ConfigService的notifications/v2接口NotificationControllerV2)

NotificationControllerV2不会立即返回结果,而是把请求挂起。考虑到会有数万客户端向服务端发起长连,因此在服务端使用了asyncservlet(SpringDeferredResult)来服务HttpLongPolling请求。


3.如果在60秒内没有该客户端关心的配置发布,那么会返回Http状态码304给客户端。
4.如果有该客户端关心的配置发布,NotificationControllerV2会调用DeferredResult的setResult方法,传入有配置变化的namespace信息,同时该请求会立即返回。客户端从返回的结果中获取到配置变化的namespace后,会立即请求ConfigService获取该namespace的最新配置。

除了之前介绍的客户端和服务端保持一个长连接,从而能第一时间获得配置更新的推送外,客户端还会定时从Apollo配置中心服务端拉取应用的最新配置。

配置中心最核心的能力就是配置的动态推送,常见的配置中心如 Nacos、Apollo 等都实现了这样的能力。Nacos 和 Apollo 恰恰都没有使用长连接,而是使用的长轮询。

配置中心长轮训设计

客户端发起长轮询

客户端发起一个 HTTP 请求,请求信息包含配置中心的地址,以及监听的 dataId(本文出于简化说明的考虑,认为 dataId 是定位配置的唯一键)。若配置没有发生变化,客户端与服务端之间一直处于连接状态。

服务端监听数据变化

服务端会维护 dataId 和长轮询的映射关系,如果配置发生变化,服务端会找到对应的连接,为响应写入更新后的配置内容。如果超时内配置未发生变化,服务端找到对应的超时长轮询连接,写入 304 响应。

客户端接收长轮询响应

首先查看响应码是 200 还是 304,以判断配置是否变更,做出相应的回调。之后再次发起下一次长轮询。

一个 Tomcat 默认也就 200 个线程,长轮询也不应该阻塞 Tomcat 的业务线程,所以需要配置中心在实现长轮询时,往往采用异步响应的方式来实现。

而比较方便实现异步 HTTP 的常见手段便是 Servlet3.0 提供的 AsyncContext 机制。

数据交互有两种模式:Push(推模式)和 Pull(拉模式)。
推模式指的是客户端与服务端建立好网络长连接,服务方有相关数据直接通过长连接通道推送到客户端。其优点是及时,一旦有数据变更,客户端立马能感知到;另外对客户端来说逻辑简单,不需要关心有无数据这些逻辑处理。缺点是不知道客户端的数据消费能力,可能导致数据积压在客户端,来不及处理。
拉模式指的是客户端主动向服务端发出请求,拉取相关数据。
其优点是此过程由客户端发起请求,故不存在推模式中数据积压的问题。缺点是可能不够及时,对客户端来说需要考虑数据拉取相关逻辑,何时去拉及拉的频率怎么控制等等

延伸: 

1)  长轮询(Long Polling)和轮询(Polling)的区别, 两者都是拉模式的实现。

长轮询(Long Polling)是一种用于实时通信的网络协议技术。与传统的短轮询(一个普通的HTTP请求)不同,长轮询允许客户端发送一个HTTP请求给服务器,并且服务器保持该请求打开,直到有新的数据可用或者超时发生。当客户端发送一个长轮询请求时,如果服务器没有新的数据可用,服务器将会暂时阻塞该请求,直到有新的数据到达或达到超时时间一旦有新的数据到达,服务器会立即响应该请求,并返回新的数据给客户端。客户端随后可以再次发送一个新的长轮询请求来获取未来的数据更新。

相比之下,普通的HTTP调用是客户端发送一个请求到服务器,并且服务器立即返回响应。在这种情况下,客户端需要使用定时器或者循环来定期发送请求以获取最新的数据,这种方式称为短轮询。短轮询的缺点是需要频繁发送请求,可能会导致网络和服务器资源的浪费。

长轮询相比于短轮询的优势在于减少了不必要的请求和响应,可以更及时地获取最新的数据更新。然而,长轮询也会带来一些缺点,例如增加了服务器的负载和延迟,同时需要客户端和服务器实现额外的逻辑来处理长轮询请求。需要注意的是,随着WebSocket等技术的发展,长轮询已经不再是实时通信的首选解决方案,而被更高效和低延迟的技术取代。

配置中心如果使用「轮询」实现动态推送,会有以下问题:

  • 推送延迟。客户端每隔 5s 拉取一次配置,若配置变更发生在第 6s,则配置推送的延迟会达到 4s。

  • 服务端压力。配置一般不会发生变化,频繁的轮询会给服务端造成很大的压力。

  • 推送延迟和服务端压力无法中和。降低轮询的间隔,延迟降低,压力增加;增加轮询的间隔,压力降低,延迟增高。

配置中心使用「长轮询」如何解决「轮询」遇到的问题也就显而易见了:

  • 推送延迟。服务端数据发生变更后,长轮询结束,立刻返回响应给客户端。

  • 服务端压力。长轮询的间隔期一般很长,例如 30s、60s,并且服务端 hold 住连接不会消耗太多服务端资源。

可能有人会有疑问,为什么一次长轮询需要等待一定时间超时,超时后又发起长轮询,为什么不让服务端一直 hold 住?

主要有两个层面的考虑,一是连接稳定性的考虑,长轮询在传输层本质上还是走的 TCP 协议,如果服务端假死、fullgc 等异常问题,或者是重启等常规操作,长轮询没有应用层的心跳机制,仅仅依靠 TCP 层的心跳保活很难确保可用性,所以一次长轮询设置一定的超时时间也是在确保可用性。

除此之外,在配置中心场景,还有一定的业务需求需要这么设计。

在配置中心的使用过程中,用户可能随时新增配置监听,而在此之前,长轮询可能已经发出,新增的配置监听无法包含在旧的长轮询中,所以在配置中心的设计中,一般会在一次长轮询结束后,将新增的配置监听给捎带上,而如果长轮询没有超时时间,只要配置一直不发生变化,响应就无法返回,新增的配置也就没法设置监听了。

2)  长轮询和长连接区别

     在某些方面确实存在相似之处,但它们有一些关键区别:

  1. 所用协议不同:长轮询基于HTTP请求和响应模型,而长连接是基于底层的TCP连接。长轮询使用HTTP协议进行通信,因此适用于基于Web的应用程序。而长连接可以使用各种协议,不限于HTTP,例如WebSocket等。

  2. 请求-响应模式的不同:在长轮询中,客户端发送请求后等待服务器的响应,如果没有新数据可用,客户端会在超时后再次发送请求。而在长连接中,客户端可以随时发送请求,服务器也可以随时向客户端发送响应,实现双向通信。

  3. 客户端负载的不同:长轮询需要客户端频繁发送请求来查询服务器是否有新的数据可用,这样可能会增加客户端的负载。而长连接可以减少不必要的请求,降低客户端的负载,只在有需要时进行通信。

尽管长轮询和长连接都可以实现实时通信或推送消息的需求,但它们的实现方式和性能特点有所不同。具体选择哪种方式取决于应用的具体需求和场景。

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