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  • (二): 基于ZeroMQ的实时通讯平台

      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

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      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...

     技术交流合作QQ群:436466587 欢迎讨论交流

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