浅谈网页端IM技术及相关测试方法实践(包括WebSocket性能测试)

摘要:最开始转转的客服系统体系如IM、工单以及机器人等都是使用第三方的产品。但第三方产品对于转转的业务,以及客服的效率等都产生了诸多限制,所以我们决定自研替换第三方系统。下面主要分享一下网页端IM技术及相关测试方法,我们先从了解IM系统和WebSocket开始。

本文由转转QA赵里京分享,原题“浅谈IM与相关测试方法”,下文进行了排版和内容优化。

1、引言

目前转转的所有业务都在快速增长,支撑其用户服务的客服系统也同样在快速发展,以承接用户每天大量的问题。

最开始转转的客服系统体系如IM、工单以及机器人等都是使用第三方的产品。但第三方产品对于转转的业务,以及客服的效率等都产生了诸多限制,所以我们决定自研替换第三方系统。下面主要分享一下网页端IM技术及相关测试方法,我们先从了解IM系统和WebSocket开始。

2、什么是WebSocket

WebSocket是HTML5出的一种在单个TCP连接上进行全双工(通信允许数据在两个方向上同时传输)的通信协议。

1)WebSocket与http协议区别:简单的说跟HTTP协议基本没有关系,WebSocket只基于HTTP,或者说借用了HTTP的协议来完成握手动作。

2)WebSocket与Socket区别:WebSocket是应用层协议,Socket是传输控制层协议,即WebSocket建立了Socket连接。下图可直接说明两者区别。

PS:更详细资料请阅读:

WebSocket从入门到精通,半小时就够!

WebSocket详解(四):刨根问底HTTP与WebSocket的关系(上篇)

WebSocket详解(五):刨根问底HTTP与WebSocket的关系(下篇)

WebSocket详解(六):刨根问底WebSocket与Socket的关系

3、Web端IM系统常用的实现方案

IM系统常用的实现方案:

1)http短轮询:循环发送request请求,有没有新消息都会发送;

2)http长轮询:Client端发送request请求,server端收到后保持住此次请求x秒,x秒过程中有消息立刻返回。没有新消息就等待x秒,x秒后放开请求,Client端再发送请求, 不断反复;

3)WebSocket长连接:Client端发送http请求,http请求会比普通的http请求多出信息如下图,这个就是Websocket的核心了,告诉Nginx注意啦我发起的是Websocket协议。与Server端建立握手成功后连接建立并在不触发onClose事件情况下不会断开。

那么哪一种方案更加合适呢?

短轮询与长轮询有以下几个缺点:

1)实时性差;

2)每一次请求都需要进行用户身份验证;

3)流量开销大,每一次请求都会携带header,但业务上header里面大部分的信息都是多余的,这样就产生了数据的冗余。

而WebSocket不存在以上几个问题,身份验证只进行一次。传输信息完全由业务方自定义,不会有冗余。当然WebSocket也有自身的问题,应用置后台、终止进程、手机重启、4g转wifi、断网等都会中断连接。所以WebSocket方案在实时性以及稳定性上更加合适IM,我们也选择的是WebSocket。

PS:更详细资料请阅读:

新手入门贴:史上最全Web端即时通讯技术原理详解

Web端即时通讯技术盘点:短轮询、Comet、Websocket、SSE

详解Web端通信方式的演进:从Ajax、JSONP 到 SSE、Websocket

网页端IM通信技术快速入门:短轮询、长轮询、SSE、WebSocket

搞懂现代Web端即时通讯技术一文就够:WebSocket、socket.io、SSE

4、项目整体测试过程概览

先从一张图看看我们在项目中的整体测试过程:

5、前置测试阶段

整体测试过程主要有三个测试阶段,“前置测试阶段”、“功能测试阶段”与“上线监控阶段”

所谓“前置测试阶段”就是在开发的过程中进行的测试。首先在需求评审完成后,我们基于WebSocket开发了UserWebSocketClient

和KefuWebSocketClient两个WSClient实例,分别模拟用户端和客服端。

实现功能有:用户与客服登录,相互发送包括纯文本、表情、图片、商品和订单消息,会话转移,坐席状态转换,用户排队等。基于这两个测试实例来不断的测试调试开发的版本。

WebSocket客户端基本实现:

public class UserLoginSendMsg {

private static WebSocketClient chatclient = null;

public static void testRun throws Exception {

chatclient = new WebSocketClient(new URI(URI), newDraft_17, header, 500) {

@Override

publicvoid onOpen(ServerHandshake handshakedata) {

//建立握手创建连接

this.send("。。。");

//发心跳,维持连接

service.execute( - > {

while(!this.getConnection.isClosed) {

this.send("心跳信息");

}

});

}

@Override

public void onMessage(String message) {

//业务场景逻辑写在onMessage中,并可以计算发送接收的信息条数与时间。下面为用户发送或回复消息

this.send("。。。");

}

@Override

public void onClose(int code, String reason, boolean remote) {

System.out.println("连接被关闭");

}

@Override

public void on​Error(Exception ex) {

System.out.println(ex.getMessage);

}

};

//创建一个无需证书的webSocket信任

trustAllHosts(chatclient);

if(chatclient != null) {

chatclient.connectBlocking;

}

}

}

WSClient有4个主要事件:onOpen、onMessage、onClose和on​Error(详见WebSocket官方手册)。

首先是WSClient发送onOpen事件与服务器握手建立连接,成功后发送心跳消息保持连接。同时触发onMessage事件,onMessage开始监听服务端发来的信息,我们可以在onMessage中进行需求实现。onOpen、onMessage为异步操作。

以上代码是由一个线程来执行,所以可以对以上代码进行多线程操作。

6、功能测试阶段

6.1 概述

也就是正式的测试阶段,这一阶段除业务需求功能外,有IM系统自身的特性。

需要我们重点关注以下几点:

1)消息实时性;

2)消息可靠性;

3)消息断线重连;

4)容灾容错;

5)系统的安全性;

6)系统性能。

6.2 实时性

发送端发送消息,接收端能立刻收到。测试手段,在程序的onMessage中加入如下逻辑。

long t1=System.currentTimeMillis;

long t2=System.currentTimeMillis;

System.out.println(t2-t1);

分别获取发送端,接收端发出和接收信息的时间戳,差值即为延迟时间。还可以给Server端施加压力的情况下计算这个时间会更加贴近线上的实际场景。

详细资料请学习:零基础IM开发入门(二):什么是IM系统的实时性?。

6.3 可靠性

所谓可靠性是指发送消息不丢失,异常提示准确等。

如发送和接收方的消息数量与内容准确,并在网络异常的情况下有保障机制,保证发送的消息在网络恢复后,能够正常的发送到接收方。可在WSClinet的onMessage中循环发送大量消息,另一端进行统计,测试数据一致性。

异常提示准确,如网络情况的断网恢复提示,发送失败提示,已读未读提示等相关提示信息,能够保证用户清晰了解系统状态。

详细资料请学习:零基础IM开发入门(三):什么是IM系统的可靠性?

6.4 断线重连

WebSocket对于应用置后台、终止进程、手机重启、4g与wifi互转、断网等都会中断连接,并且这些场景在实际使用中会经常发生。所以要对这些场景进行模拟。在这些场景下,IM系统自身保证一个合理的功能。

相关资料:《Web端即时通讯实践干货:如何让你的WebSocket断网重连更快速?》。

6.5 容灾容错

多集群场景,在其中一个服务停止运行后还可以保证会话重连。

6.6 安全性

跨脚本站点攻击,用户可以发送任何文本内容,所以一定要做的就是跨站点脚本攻击的测试。

发送消息到任意用户,即修改目标id。验证会话的身份校验。

相关资料:《通俗易懂:一篇掌握即时通讯的消息传输安全原理》、《微信新一代通信安全解决方案:基于TLS1.3的MMTLS详解》。

6.7 系统性能

WS在性能方面很重要的一点是在服务器上最大能支持的连接数量,最后会简单介绍一下使用jmeter如何进行ws建立连接的性能测试。

7、线上监控阶段

上线后我们使用puppeteer对线上进行ui自动化功能监控,监控主要有3个方面内容。

1)监控主流程的ui用例:

主要包括的场景:用户客服登录IM、机器人问题校验、用户与机器人互动、用户申请人工客服、排队、建立会话、消息发送回复最后关闭会话等。

puppeteer 基本实现:

async function mainProcess {

//一般一个brower实例即可,但为了测试时便于观察使用了两个,无头形式

const browser = await puppeteer.launch({

args: ['--no-sandbox', '--disable-setuid-sandbox']

});

//有头形式

//const browser = await puppeteer.launch({headless:false});

const page = await browser.newPage;

let cookies = await getData;

await page.setCookie(cookies.cookie1);

await page.setCookie(cookies.cookie2);

try {

await page.goto(url);

} catch (e) {

//抛出异常后截取屏幕快照

var filename = Date.now + '.png';

await screenShot.screenshotMethod(page1, page2, filename);

//失败后关闭浏览器实例

await browser.close);

}

await page2.waitFor(2000);

{

开始对两个页面进行自动化操作

}

}

以上代码首先打开页面并进行登陆。当用例执行失败或者抛出异常后,会对当时的情况进行屏幕快照。

2) 监控平台:

如果上面的用例执行失败,产生了快照,我们会将失败信息与快照上传到监控平台。可对错误记录进行查看和编辑。

如下图所示:

目前平台功能简单,后期也会不断增加功能,如用例管理,监控频率设定,手动触发用例等等。

3)上线自动触发ui用例:

对应的集群上线完毕后,会通过mq消息推送到监听服务,监听服务收到后会自动触发用例执行,回归线上功能,并返回结果。

8、WebSocket性能测试

最后,我们来简单介绍一下如何使用Jmeter进行WebSocket的性能测试。

首先是Jmeter环境搭建和脚本配置,需要下载jar包:

1)Jmeter (已有就不用了)

2)websocket请求模板 :JMeterWebSocketSamplers ;

3)jetty-http;

4)jetty-io;

5)jetty-util;

6)websocket-api;

7)websocket-client;

8)websocket-common。

将(2)~(4)中下载的jar包放到Jmeter以下目录下,就能够被调用了。再将你下载的所有jar包,复制到 apache-jmeter-4.0\lib\ext下(apache3也可以)。

先在测试计划中添加线程组,然后右键添Sampler时就能看到websocket的模板,常用的就是websocket request-response Sampler(连接+发送data或者只发data)。

如果需要用户认证,再加上用户的信息http信息头管理器,进行用户认证,连接和发送接收消息的基本配置搞定。就可以对server端进行websocket的连接和发送消息的压力测试了,非常简单。(本文已同步发布于:http://www.52im.net/thread-4748-1-1.html)

9、参考资料

[1] 新手入门贴:史上最全Web端即时通讯技术原理详解

[2] Web端即时通讯技术盘点:短轮询、Comet、Websocket、SSE

[3] 详解Web端通信方式的演进:从Ajax、JSONP 到 SSE、Websocket

[4] 网页端IM通信技术快速入门:短轮询、长轮询、SSE、WebSocket

[5] 搞懂现代Web端即时通讯技术一文就够:WebSocket、socket.io、SSE

[6] 新手快速入门:WebSocket简明教程

[7] WebSocket从入门到精通,半小时就够!》

[8] WebSocket详解(四):刨根问底HTTP与WebSocket的关系(上篇)

[9] WebSocket详解(五):刨根问底HTTP与WebSocket的关系(下篇)

[10] WebSocket详解(六):刨根问底WebSocket与Socket的关系

[11] Web端IM聊天消息该不该用浏览器本地存储?一文即懂!

[12] 零基础IM开发入门(一):什么是IM系统?

[13] 零基础IM开发入门(二):什么是IM系统的实时性?

[14] 零基础IM开发入门(三):什么是IM系统的可靠性?

[15] 从客户端的角度来谈谈移动端IM的消息可靠性和送达机制

[16] IM消息送达保证机制实现(一):保证在线实时消息的可靠投递

[17] IM消息送达保证机制实现(二):保证离线消息的可靠投递

[18] 如何保证IM实时消息的“时序性”与“一致性”?

[19] 理解IM消息“可靠性”和“一致性”问题,以及解决方案探讨

[20] 阿里IM技术分享(七):闲鱼IM的在线、离线聊天数据同步机制优化实践

来源:瑶哥科技

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