(二): 基于ZeroMQ的实时通讯平台

2021-12-04 06:47:45

　　基于ZeroMQ的实时通讯平台

　　上篇：C++分布式实时应用框架 (Cpp Distributed Real-time Application Framework)----(一):整体介绍

　　通讯平台作为C++分布式实时应用框架(Cpp Distributed Real-time Application Framework)的最核心模块，承担了分布式实时框架的基础通讯功能。通讯平台框架具备了基于Reactor模式的网络通讯能力，并且依赖于ZeroMQ库，因此支持非持久化的message queue的功能。基于配置文件来自动建立链接关系的功能，可以和状态中心一起配合，实现无需重启节点的动态扩容缩容等功能。强大的实时监控能力，可以实时上报每个通讯子节点的TPS和时延等关键性能数据。管控业务进程的能力，业务进程的心跳检测，故障时自动重启、保证系统正常运行。完善的平台工具，可以通过通讯平台向业务进程发送各种命令，如：调整日志级别，刷新业务参数，启停业务进程等等。下面将逐一介绍通讯平台的功能细节。

　　一、根据配置文件自动建立通讯链接拓扑关系

　　常见的分布式系统通常将进程间、节点间的各种通讯关系写死在业务代码中，这是导致代码复杂难以理解的原因。我们创新地将所有的通讯关系提取到AppInit.json配置文件中，业务代码中不再包含任何与通讯连接相关的内容，使业务代码可以更专注于业务处理，而不用分心于复杂的分布式节点通讯当中。下面我们将带大家看下图所示通讯关系的配置。

　　OLC作为数据分发节点，给多个业务处理节点分发消息。业务处理节点内部由OCDis接收外部消息，转发给内部的OCPro业务处理进程，并负责处理完后的回包。

OLC配置部分：

   "OLC" : {
      "AUTO_START" : "YES",
      "ENDPOINTS" : [
         {  // 用于与SmartMonitor建立心跳
            "name" : "MonitorSUB",   
            "zmq_socket_action" : "CONNECT",  // ZMQ的连接模式
            "zmq_socket_type" : "ZMQ_SUB"     // ZMQ的通讯模式
         },
         {　// 下发消息给OCDis，这边存在转发功能，支持业务实现按条件转发
            "downstream" : [ "OCDis2OLC"],
            "name" : "NE2OLC",                // 根据这个名字在业务代码中实现转发
            "zmq_socket_action" : "BIND",
            "zmq_socket_type" : "ZMQ_STREAM" 
         },
         {　// OLC到OCDis的链路
            "name" : "OCDis2OLC",
            "statistics_on" : true,
            "zmq_socket_action" : "CONNECT",
            "zmq_socket_type" : "ZMQ_DEALER"
         },
         {　// OCDis回OLC的链路，之所以来去分开，主要用于实现优雅启停功能（启停节点保证不丢消息）
            "name" : "OCDis2OLC_Backway",
            "statistics_on" : true,
            "zmq_socket_action" : "CONNECT",
            "zmq_socket_type" : "ZMQ_DEALER",
            "backway_pair" : "OCDis2OLC"
         },
         {　　// 用于与SmartMonitor的命令消息链路
            "name" : "OLC2Monitor",
            "zmq_socket_action" : "CONNECT",
            "zmq_socket_type" : "ZMQ_DEALER"
         },
      ],
      "ENDPOINT_TO_MONITOR" : "OLC2Monitor",
      "INSTANCE_GROUP" : [
         {
            "instance_endpoints_address" : [
               {
                  "endpoint_name" : "NE2OLC",
                  "zmq_socket_address" : "tcp://*:6701"
               },
               {
                  "endpoint_name" : "OCDis2OLC",
                  "zmq_socket_address" : [
                     "tcp://127.0.0.1:7201"   // 跨机的IP地址与端口，配合状态中心可实现自动管理，无需人工参与配置
                  ]
               },
               {
                  "endpoint_name" : "OCDis2OLC_Backway",
                  "zmq_socket_address" : [
                     "tcp://127.0.0.1:7202"
                  ]
               },
               {
                  "endpoint_name" : "OLC2Monitor",
                  "zmq_socket_address" : "ipc://Monitor2Business_IPC"
               },
               {
                  "endpoint_name" : "MonitorSUB",
                  "zmq_socket_address" : "ipc://MonitorPUB"
               }
            ],
            "instance_group_name" : "1"
         }
      ]
   },

　OLC程序：

static const char * ENDPOINT_NE2OLC = "NE2OLC";
static const char * ENDPOINT_OLC2OCDIS = "OCDis2OLC";
static const char * ENDPOINT_MONITORSUB = "MonitorSUB";

int main(int argc, char * argv[]) {

    SmartUtilities::Daemonize();
    OLCProxyServer server(argc, argv);

    if (!server.Initialize(logger))
        return -1;
　　
    // OLC与OCDis的消息处理
    server.SetCallbackOnReceivingMessage(ENDPOINT_OLC2OCDIS, bind(&OLCProxyServer::ReceiveFromOCDis, &server, _1, _2, _3));

　　// OLC与SmartMonitor的消息处理
    server.SetCallbackOnReceivingMessage(ENDPOINT_MONITORSUB, bind(&OLCProxyServer::ReceiveFromMonitorSUB, &server, _1, _2, _3));

　　// 解析消息包实现业务功能
    server.SetPacketParserFunction(ENDPOINT_NE2OLC, bind(&OLCProxyServer::ParseStreamCCR, &server, _1, _2, _3));

　　// 设置消息转发具体规则
    server.SetDownstreamSelector(ENDPOINT_NE2OLC, bind(&OLCProxyServer::StreamSelector, &server, _1, _2));

    server.Run();
    return 0;
}

　　二、在线更新链接拓扑能力

　　通讯平台支持在线重新读取更新的配置文件，更新网络拓扑，自动建立新链接、断开旧链接的能力。配合状态中心可以实现无需重启节点的动态扩容缩容等功能。

　　三、SmartMonitor进程监控管理业务进程与SmartTool工具进程

　　业务进程可以跟SmartMonitor建立通讯联系，SmartMonitor可以检测业务进程的心跳，以保证业务进程的可用。SmartMonitor通过AppCount.json来管理节点业务进程，实现统一启停等功能。

{
  "OCPro": {
    "IN":  2,      // 业务进程可以有不同的种类，后面代表进程数
    "PS":  3,
    "SMS": 4,
  },
  "OCDis": 3,
  "SERVER_TYPE":"OCS"  // 节点的类型
}

　　还可以通过SmartTool工具进程，来给业务进程发送各种命令，如：调整日志级别，刷新业务参数，启停业务进程等等。

1. 启动平台

SmartMonitor

2. 停平台

SmartTool stop all

停指定进程（停止后会被SmartMonitor重新拉起）

SmartTool stop OCPro 停止所有业务的OCPro进程

SmartTool stop OCPro.IN 停止IN业务的OCPro进程

SmartTool stop 4829 停止PID为4829的进程

3. 调整应用层、框架层日志级别

其中，日志级别为error,warn,info,debug,trace

SmartTool log 进程名 level=日志级别,flush=日志级别

比如： SmartTool log OCPro level=debug,flush=debug

　　四、通讯平台性能数据

进程Z负载控制消息流量，进程A负责发、收消息，统计时延数据。进程B收到消息后负责回消息。

性能瓶颈主要在A机，既要负责收发包，又要统计时延数据，还要控制流量。

未完待续...

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基于ZeroMQ的实时通讯平台

一、根据配置文件自动建立通讯链接拓扑关系

二、在线更新链接拓扑能力

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