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聊天服务器分布式改造

news 来源：原创 2025/6/19 7:47:05

目前的聊天室是单节点的，无论是http接口还是socket接口都在同一个进程，无法承受太多人同时在线，容灾性也非常差。因此，一个成熟的IM产品一定是做成分布式的，根据功能分模块，每个模块也使用多个节点并行部署。

1.技术选型

Spring Cloud Alibaba 和 Netflix 都是用于构建分布式系统的工具集，它们在微服务架构中发挥着重要作用，但在多个方面存在差异：
发展与维护

Netflix：部分核心组件（如 Eureka、Hystrix）停止更新维护，企业使用有后续风险。
Spring Cloud Alibaba：由阿里巴巴开源并持续投入开发，社区活跃，不断迭代优化，能及时修复问题、添加新功能。

核心组件功能

Netflix 服务注册与发现（Eureka），负载均衡（Ribbon），熔断与限流（Hystrix），都已经停更。
Spring Cloud Alibaba的各种组件处于活跃的开发和维护状态，不断推出新的功能和优化。

生态系统

Netflix：早期生态完整，但因组件停更发展受限。
Spring Cloud Alibaba：深度集成 Spring Cloud，与阿里巴巴其他开源项目配合好，社区文档和示例丰富，生态发展好。

综上，我们选择Spring Cloud Alibaba（2021.x 版本）。

2.主要服务组件

组件	功能
Nacos	服务注册与发现组件，配置中心
spring-cloud-starter-gateway	通信网关
Spring Cloud Alibaba LoadBalancer	客户端负载均衡器
spring-security-oauth2	集中授权中心

2.1.Nacos服务发现与配置管理

Nacos 是 Spring Cloud Alibaba 中核心的服务注册与发现组件，同时也具备配置管理功能。除了Nacos，还有Eureka，Consul，ZooKeeper等有类似功能，但Nacos同时在这两个方面表现优异，还有一个可视化管理后台，作为首选产品。

2.2.spring-security-oauth2授权中心

spring-security-oauth2作为一个集中授权中心，无论是客户端请求，还是微服务内部的请求，都需要先到它这里进行认证，结合jwt算法，可以生成一个无需服务器管理的token。

Spring Security OAuth2 实现了 OAuth 2.0 协议中的四种授权方式，分别是授权码模式（Authorization Code）、简化模式（Implicit）、密码模式（Resource Owner Password Credentials）和客户端模式（Client Credentials）。下面为你详细介绍这四种授权方式：

授权码模式（Authorization Code）

授权码模式是 OAuth 2.0 中最安全、最常用的授权方式。它适用于有服务器端的应用，通过客户端引导用户到授权服务器进行登录授权，获取授权码，再用授权码换取访问令牌。

简化模式（Implicit）

简化模式是一种简化的授权方式，适用于没有服务器端的客户端应用（如单页应用）。它省略了授权码的步骤，直接在浏览器中获取访问令牌。

密码模式（Resource Owner Password Credentials）

密码模式是一种简单直接的授权方式，适用于受信任的客户端应用。用户直接将自己的用户名和密码提供给客户端，客户端使用这些信息向授权服务器换取访问令牌。

客户端模式（Client Credentials）

客户端模式是一种用于客户端应用自身获取访问令牌的授权方式，不涉及用户的身份信息。适用于客户端应用需要以自己的身份访问资源服务器的场景。

在微服务内部授权上，本文使用客户端模式。当微服务之间以服务自身的身份进行交互，且不需要区分用户身份时，客户端模式是一个简单、安全、高效的授权方式。可以使用 OAuth 2.0 协议的客户端模式来管理服务之间的访问权限。

在客户端登录验证上，本文使用密码模式，结合jwt算法，实现无状态的授权。

3.模块划分

对于一个聊天软件，按照功能进行划分，先简单划分为用户，web，socket模块。后面根据需要再进行细化。

主要目标，除了聊天这种实时性要求，以及客户端推送这种需要服务器主动发送消息以外，其他逻辑尽可能走http，实现负载均衡。架构图如下：

客户端统一访问gateway网关，通过账号密码向授权中心认证通过后，得到一个token，后续所有http请求都需要带上此header。http登录成功之后，服务器还会根据负载均衡策略选择一个socket节点，作为客户端聊天的主要通信网关，用户在这次登录的生命周期只会绑定该节点，而其他http请求则会被分散到不同模板的不同节点。

4.第三方中间件

中间件	作用
mysql	用户，讨论群，消息等数据的持久化方案
minio	头像，多媒体消息的文件存储系统
redis	用户数据快速缓存
nacos	服务注册发现，配置管理

由于使用的中间件比较多，本文使用docker-compose进行集中化配置，配置如下：

version: '3.3'
 
services:
  db:
    image: mysql:latest
    container_name: im-mysql
    environment:
      MYSQL_PASSWORD: '123456'
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: '123456'
    ports:
      - "3306:3306"
    volumes:
      - ./data/mysql/data:/var/lib/mysql
    restart: always
    networks:
      - im-network
  nacos:
    image: nacos/nacos-server:v2.3.1
    container_name: im-nacos
    environment:
      - PREFER_HOST_MODE=hostname
      - MODE=standalone
      - NACOS_AUTH_IDENTITY_KEY=serverIdentity
      - NACOS_AUTH_IDENTITY_VALUE=security
      - NACOS_AUTH_TOKEN=SecretKey012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
    ports:
      - "8848:8848"
      - "9848:9848"
    networks:
      - im-network 

  minio:
    image: minio/minio:latest
    container_name: im-s3
    ports:
      - "9000:9000"
      - "9001:9001"
    environment:
      MINIO_ROOT_USER: minioadmin
      MINIO_ROOT_PASSWORD: minioadmin
    command: server --console-address ":9001" /data    
    volumes:
      - ./data/minio:/data
    restart: always
    networks:
      - im-network

  redis:
    image: redis:latest
    container_name: im-redis
    ports:
      - "6379:6379"
    volumes:
      - ./data/redis:/data
    restart: always
    networks:
      - im-network      
networks:
  im-network:
     driver: bridge

全部代码已在github上托管

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客户端代码请移步 --> 聊天室客户端