668-怎么保证消息在客户端按序显示

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-09-15 00:59 107阅读 0赞

## 怎么保证消息在客户端按序显示？ ##

**客户端以什么样的顺序发送给服务端消息，服务端就以什么顺序接收这些消息。**  
我实现的集群聊天服务器是跑在局域网上的，局域网的网络没有那么复杂，基本不会出现消息乱序到达，所以没有考虑到实现这个“保证”。  
如果是在真实的网络环境，要做一个产品，线上的产品，给广大客户使用，这个“保证”是一定要实现的。

**如果是给消息添加一个时间戳:**

甲（客户端），消息是要通过服务端server进行转发。  
**所以，我们要设置成长连接。**  
如果是短连接，类似于http协议，是应用层的协议，底层是依赖TCP实现的，但是客户端（浏览器）和服务端（B/S结构）进行交互的时候，浏览器永远都是发送一个请求到服务端，服务端处理完这个请求，给response响应，然后服务端会主动把这个连接给关闭掉，然后给其他更多的客户端提供服务，这就是短连接，无状态的协议的体现，无状态，短连接的服务的模式只能是客户端主动请求，服务端被迫响应，服务端是没有办法给浏览器主动推送消息的。淘宝或者京东，有淘宝旺旺，京东也有推送消息，这其实都是通过websocket技术在浏览器和服务端创建一个TCP的长连接，才能让服务端给客户端主动推送消息。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

但是集群聊天服务器是聊天业务，客户端甲和客户端乙进行聊天，客户端甲把聊天的消息发送到服务端，然后服务端找到客户端乙，然后主动推送消息给乙客户端。不建立长连接，服务器怎么知道和客户端乙通信的socket是哪个呢？连接都找不到，怎么找乙客户端？总不能让客户端乙自己每隔10毫秒去服务端拉一下，看看有没有乙的消息？如果有很多很多客户端呢？每个客户都每隔10毫秒去服务端拉消息（如果隔太久，会产生消息延迟），大部分拉都是白拉，对于服务端来说，处理的请求实在是太多太多了，承受不了这么多的请求。对于这种支持IM即时聊天消息功能的服务器来说，这个设计肯定是要和服务端保持长连接的，服务端有专门的长连接模块，专门保存所有客户端建立的长连接的连接消息（包含了连接建立的sockfd，连接的时长，通信的频率之类的），所以，这个项目要用长连接。

**我们回到刚才最初的问题：怎么保证消息在客户端按序显示？**

## 1、如果是给消息添加一个时间戳 ##

甲客户端把消息从网络发送到服务端：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_17_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
**在真实的网络环境中，从甲客户端路由到服务端，发送的不同的消息，都有可能经过不同的网络节点的，如果在不做任何控制的情况下**，  
甲先发送的“你在吗 23：10：01”，然后发送“你下午有什么打算？23:10:05”，到达服务端，不一定还是这样的到达顺序哦！因为有可能发送的“你在吗 23：10：01”这条消息选择的网络路由的节点（经过本地，运营商，服务端的路由节点），这条网络节点可能比较拥堵，停留的时间比较长，而“你下午有什么打算？23:10:05”这条消息根据网络的路由算法选择的路由节点可能比较通畅，更快的到达服务端了，所以，多条到达服务端的时候的顺序和发送出去的顺序是不一样的。然后服务端接分别接收到这些消息，然后转发给乙客户端，转发的时候同样遇到不同的路由节点，不同的拥塞情况，造成到达乙客户端的消息顺序也是不一样的。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
如果是到达客户端乙的时候，对这些消息的时间戳进行排序显示，这个解决方法是有瑕疵的，首先，网络上随时有消息发送到客户端，客户端在进行排序的时候是有时间间断，比如说，客户端乙是以1秒为周期，对收到的消息进行时间排序，进行消息显示，把1秒之内接收的消息显示出来，有瑕疵：以1秒为周期进行消息排序显示，假如说，上图中甲发送的这2条消息是刚好跑在1秒的周期之内，那过了1秒之后，这2个消息的显示肯定是正确的。

**但是，如果甲还发了一条消息：“下午走去打篮球，怎么样？23:10:15”，也就是说现在有3条消息从甲发送给乙了，**  
如果这3条消息通过网络发送出去，到达服务端，服务端转发到客户端，**在客户端收到的消息的顺序是下图这样的：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_16_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

**也就是说，现在的情况是**：甲发送的第2条和第3条消息先到达乙客户端，然后第1条消息才到达乙客户端，这是有可能的，第1条消息由于网络非常拥塞造成慢到达的。  
**如果是按照时间戳排序，进行显示，没有办法在全局对时间戳进行排序，只能规定一个周期**，把周期内的消息按时间戳排序显示。如果是上图中的情况：第2条第3条消息在1个周期内，第1条消息在后1个周期内，不同周期的时间戳是不会进行排序的，这样就造成了第2条第3条消息排序后显示出来，然后把第3条消息和后面的消息排序显示出来，也是乱序的显示了！

## 2、给每一个消息都添加1个序列号seq ##

**从0开始，1，2,3，4,5…**  
![在这里插入图片描述][eb1cdd505dad40058eb877d38790c2cd.png]  
当客户端甲给客户端乙发送消息的时候，消息包含消息内容和seq，甲先发送的是“你在吗？”所以，这个消息带的seq=0  
然后发送“你下午有什么打算？”，这个消息带的seq=1  
然后发送“下午去打篮球怎么样？”，这个消息带的seq=2  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]  
我们不需要管这些消息到达服务端的顺序是什么样的。  
现在在乙客户端，维护着每一个好友的seq，比如说，现在维护着甲的seq是0，也就是说，乙下一次在接收甲的消息的时候，它首先需要接收seq是0的消息，现在乙收到甲发送的第2条消息了，查了一下它维护的甲的seq序列号是0，但是现在收到这条甲发送的消息的seq序列号确是1，证明，不能先显示这个，乙需要把这个消息先缓存到乙的客户端本地，现在乙客户端收到甲发来的第3条消息，同样的，乙客户端查本地维护的甲的seq是0，然后看着条消息的seq是2，所以，也把这条消息缓存在本地中，![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]  
然后乙客户端收到甲发送的第1条消息，查了一下本地维护甲的seq是0，然后此条消息的seq是0，匹配上了，然后就把这条消息显示出来。然后本地维护甲的seq+1  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBALeael-azveWuhw_size_18_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
然后乙客户端先看有没有本地缓存，如果有本地缓存，就从本地缓存中找：有没有seq=1的甲的消息，如果有，就显示出来，然后本地维护甲的seq+1,  
然后继续在本地中查有没有seq=2的甲的消息，如果有，就显示出来，然后本地维护甲的seq+1，seq就变成3了，发现本地缓存也没有seq=3的甲的消息了，目前为止，消息处理完了，等下次有消息发来继续处理。  
**不管是一对一聊，还是群聊，都要针对某一个人，或者某一个群维护1个seq。这个seq不是全局共享的哦，都是针对人或者群进行特别定制的！**  
这样一来，消息的显示肯定是不会乱的！而且每一个消息有了序列号，不仅仅可以保证消息的按序到达，更重要的是还可以实现其他更多的功能：  
**比如说，消息的撤回功能**！如果每一条消息没有任何标记的话，那么消息如何撤回？乙客户端就无法去识别消息的身份了。  
在乙客户端中，每一条消息都有序列号，当甲客户端撤回某一条消息的时候，相当于是发送了一个撤回消息：“发送人甲接收人乙撤回的消息序列号是2”，这个消息发送到服务端，然后服务端把这个消息转发给乙客户端，乙在这里就知道甲要撤回seq=2的消息，它就在找见甲发来的seq=2的消息，然后把这个消息从乙客户端的显示界面剔除掉。

**增加时间戳，时间戳这个东西变数是很大的**，对于服务器来说，集群的话，每一台服务器的时间可能是不一样的，客户端也有可能修改成不是准确的时间，现在，不管是客户端还是服务器，都是连网，不断的请求时间服务器来保持时间的统一，但是时间戳来保证消息的顺序显示，还是不可靠的。  
用序列号才是真真正正，在各种网络环境下，实现消息顺序显示的根本。  
当然，也会显示一些问题：每一条消息最终通过TCP报文封装，打包成IP报文，IP报文里的字段有一个：TTL，最大的跳数，因为我们这个消息在网络节点上，经过一个路由器，就跳1次，TTL通常是64，也就是说，如果服务端转发消息到乙客户端的过程中，如果这个消息经过路由器的个数超过64了，这个消息就跳到某个路由器上时，TTL+1到达65了，就认为这个消息不应该在网络环境中存活了，这个路由器直接把这个网络消息直接丢弃掉了，导致乙客户端在本地缓存的甲的1号和2号消息，永远拿不到0号消息，此时，**处理机制**：乙可以主动的向服务端发送消息，然后服务端请求甲把seq=0的消息重发一下，如果乙请求服务器3次，都没有得到甲发送过来的0号消息，就判定这个消息是没有办法发送成功的，就直接显示1号消息和2号消息了，并更新seq=3

**可以默认发起方的第一条消息的序列化是0，然后接收方维护每一个客户端的初始化seq=0，然后以此类推。**  
**seq用unsigned就可以了，取值范围是0-40亿**  
**或者使用unsigned long long 就非常非常的大了，聊了十几年到达上限了，因为是无符号的类型，再加1就又回到0了，这是不影响的，两端都是一起匹配的。**

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