MQTT协议原理及应用

发表于2021-11-03字数统计1.3k阅读时长9分

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种基于发布/订阅（Pub-Sub）模式的轻量级消息传输协议，专为低带宽、不可靠网络环境或资源受限设备设计。它广泛应用于物联网（IoT）、实时通信、传感器网络等领域。

一、MQTT协议核心原理

1. 协议定位

  • 轻量级：专为低带宽、高延迟或不可靠网络设计，报文头最小仅2字节。
  • 发布/订阅模型：解耦消息生产者（Publisher）与消费者（Subscriber），通过主题（Topic）路由消息。
  • TCP/IP基础：基于TCP长连接，默认端口1883（非加密）/8883（SSL加密）。

2. 核心组件

组件 功能描述
Broker 消息代理服务器，负责消息路由、客户端管理和会话状态维护（如EMQX、Mosquitto）
Publisher 消息发布者，向指定主题发送数据
Subscriber 消息订阅者，通过订阅主题接收数据
Topic 分层结构的消息路由标识（如iot/device001/temperature）
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WebSocket高并发优化

发表于2021-10-30字数统计1.1k阅读时长8分

WebSocket 高并发场景的优化需要从 协议特性、架构设计、代码实现 和 基础设施 四个层面综合优化。以下是完整技术方案：

一、协议层优化策略

优化方向 技术手段 性能提升效果
二进制帧压缩 启用permessage-deflate扩展（RFC 7692）压缩数据载荷 减少50%-70%网络传输量
心跳机制 合理设置PING/PONG间隔（建议30-60秒），及时清理僵尸连接 降低无效连接资源占用
分帧传输 大数据包分片（FIN=0中间帧 + FIN=1结束帧），避免单帧阻塞 提升并发吞吐量
协议升级 使用WebSocket over HTTP/2，复用多路流（需支持RFC 8441） 减少TCP连接数，提高连接效率

示例：启用压缩

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// Node.js（ws库）
const WebSocket = require('ws');
const wss = new WebSocket.Server({
  port: 8080,
  perMessageDeflate: {
    zlibDeflateOptions: { level: 3 },
    threshold: 1024 // 仅压缩>1KB的数据
  }
});
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WebSocket工作原理

发表于2021-08-16字数统计1.3k阅读时长7分

WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议，旨在为现代 Web 应用提供实时、高效的双向通信能力。以下将详细介绍 WebSocket 的工作原理及其常见的应用场景。

一、WebSocket 的工作原理

1. 握手阶段（Handshake）

WebSocket 的通信始于一个 HTTP 握手请求，客户端通过发送一个特殊的 HTTP 请求来请求升级协议到 WebSocket。具体步骤如下：

• 客户端发起握手请求：
客户端发送一个 HTTP 请求，包含以下关键头部字段：

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GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Sec-WebSocket-Version: 13

其中：
• Upgrade: websocket 和 Connection: Upgrade 表示客户端希望将协议升级为 WebSocket。
• Sec-WebSocket-Key 是一个随机生成的 Base64 编码字符串，用于验证服务器的响应。

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Spring如何解决循环依赖

发表于2021-07-08字数统计1.1k阅读时长7分

Spring 框架通过 三级缓存 的机制，巧妙地解决了 循环依赖 的问题。以下是详细的解释和实现原理：

1. 什么是循环依赖？

循环依赖指的是两个或多个 Bean 相互依赖，形成闭环，例如：

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@Service
public class A {
    @Autowired
    private B b;
}

@Service
public class B {
    @Autowired
    private A a;
}

在上述代码中，A 依赖 B，同时 B 又依赖 A，形成了循环依赖。

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如何设计电商系统架构

发表于2021-03-01字数统计1.3k阅读时长6分

设计一个高并发高可用的电商系统架构需要综合考虑性能、可扩展性、安全性和容错能力。以下是一个典型的电商高并发高可用架构设计，涵盖了从用户请求到后端服务的各个环节。

1. 前端层

  • CDN（内容分发网络）：使用CDN加速静态资源（如图片、CSS、JavaScript文件）的加载，减少服务器负载，提高用户访问速度。
  • 负载均衡器：使用Nginx、HAProxy或AWS ELB等负载均衡器，将用户请求分发到多个Web服务器，确保高可用性和负载均衡。

2. 应用层

  • Web服务器：使用Nginx、Apache等Web服务器处理HTTP请求，反向代理到应用服务器。
  • 应用服务器：采用微服务架构，将电商系统拆分为多个独立的服务，如用户服务、商品服务、订单服务、支付服务等。每个服务可以独立部署和扩展。
  • API网关：统一管理外部请求，进行身份验证、流量控制、日志记录等。常用的API网关有Kong、Zuul等。
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如何设计秒杀系统

发表于2020-06-10字数统计1.5k阅读时长8分

设计一个秒杀系统需要解决高并发、低延迟、数据一致性和系统稳定性等核心问题。以下是针对秒杀系统的详细设计方案：

1. 需求分析

  • 业务场景：短时间内大量用户抢购限量商品，如电商大促、票务活动等。
  • 核心挑战：
    • 高并发：瞬间流量可能达到数十万甚至百万级别。
    • 性能瓶颈：数据库、缓存、网络带宽等可能成为瓶颈。
    • 数据一致性：防止超卖和重复抢购。
    • 用户体验：确保用户能快速看到结果，避免页面卡顿。
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MySQL和PostgreSQL语法特性对比

发表于2020-03-24字数统计1.2k阅读时长8分

MySQL 和 PostgreSQL 是目前两大主流的数据库，MySQL 以简单易用和高性能著称，适合中小型 Web 应用和读写分离场景；PostgreSQL 则以其强大的功能（如 JSONB、窗口函数、递归查询）和高并发事务支持，更适合复杂查询、数据分析和高可靠系统。以下分别从语法特性、适用场景以及 SQL 示例对比两者的差异：

1. 语法特性对比

（1）数据类型

特性 MySQL PostgreSQL
布尔类型 用 TINYINT(1) 模拟 原生支持 BOOLEAN
JSON 支持 MySQL ≥5.7 支持 JSON 原生支持 JSON/JSONB（支持更复杂查询）
数组类型 不支持，需字符串模拟 原生支持数组（如 INT[]、TEXT[]）
UUID 不支持（需字符串存储） 原生支持 UUID 类型
枚举类型 支持 ENUM 支持 ENUM（需自定义类型）
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Web安全技术介绍

发表于2020-02-18字数统计972阅读时长5分

CORS、XSS 和 CSRF 是三种常见的 Web 安全相关技术或漏洞，它们分别涉及不同的安全机制和攻击方式。以下是它们的区别和联系：

1. CORS（跨域资源共享，Cross-Origin Resource Sharing）

定义：

CORS 是一种浏览器机制，用于控制跨域请求的访问权限。它允许服务器指定哪些外部域名可以访问其资源。

作用：

  • 解决浏览器的同源策略（Same-Origin Policy）限制。
  • 允许安全的跨域请求（如 API 调用）。

关键点：

  • 服务器控制：通过 HTTP 响应头（如 Access-Control-Allow-Origin）指定允许访问的域名。
  • 预检请求：对于复杂请求（如带有自定义头的请求），浏览器会先发送一个 OPTIONS 请求进行预检。
  • 安全问题：如果 CORS 配置不当，可能导致敏感数据泄露。

示例：

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Access-Control-Allow-Origin: https://example.com
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MySQL的索引分类

发表于2020-02-01字数统计1.1k阅读时长6分

MySQL中的索引是用于加速数据检索的数据结构。合理地使用索引可以显著提高查询性能，但索引也会增加写操作（如INSERT、UPDATE、DELETE）的开销。以下是MySQL中常见的索引类型及其特点：

1. 主键索引（Primary Key Index）

  • 特点：
    • 每张表只能有一个主键索引。
    • 主键索引的值必须是唯一的且不能为NULL。
    • 主键索引是聚集索引（Clustered Index），即数据行的物理存储顺序与索引顺序一致。
  • 使用场景：
    • 用于唯一标识表中的每一行数据。
  • 示例：
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    CREATE TABLE users (
        id INT PRIMARY KEY,  -- 主键索引
        name VARCHAR(50)
    );
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MySQL的锁机制

发表于2020-01-27字数统计1k阅读时长6分

MySQL中的锁机制是用于管理并发访问的重要工具，确保数据的一致性和完整性。MySQL的锁可以分为多种类型，根据锁的粒度、行为和用途进行分类。以下是MySQL中常见的锁类型及其特点：

1. 按锁的粒度分类

锁的粒度指的是锁定的数据范围大小。MySQL支持以下锁粒度：

(1) 表级锁（Table-Level Lock）

  • 特点：
    • 锁定整张表。
    • 开销小，加锁快，但并发度低。
  • 使用场景：
    • 适用于MyISAM存储引擎。
    • 在InnoDB中，表级锁通常用于DDL操作（如ALTER TABLE）。
  • 示例：
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    LOCK TABLES table_name READ;  -- 加读锁
    LOCK TABLES table_name WRITE; -- 加写锁
    UNLOCK TABLES;                -- 释放锁
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