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# WebSocket权限实时推送技术方案设计
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## 📋 项目背景
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在当前的权限管理系统中，管理员修改用户权限后，用户需要重新登录才能获得最新权限，这严重影响了用户体验。为了解决这个问题，我们设计了基于WebSocket的权限实时推送方案，让权限变更能够立即生效。
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## 🎯 整体架构设计
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### 系统架构图
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```
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┌─────────────────┐ WebSocket ┌─────────────────┐ 数据库操作 ┌─────────────────┐
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│ 前端应用 │ ←──────────→ │ Spring Boot │ ←──────────→ │ MySQL数据库 │
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│ │ │ 后端服务 │ │ │
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│ - 权限缓存 │ │ - WebSocket服务 │ │ - 用户权限表 │
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│ - 实时更新 │ │ - 权限管理 │ │ - 权限变更记录 │
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│ - 用户界面 │ │ - 消息推送 │ │ │
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└─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘
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```
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### 核心目标
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- ✅ 权限变更实时生效，无需重新登录
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- ✅ 支持多标签页同步更新
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- ✅ 安全可靠的消息推送机制
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- ✅ 良好的用户体验和性能表现
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## 🔧 后端技术方案设计
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### 1. WebSocket服务架构
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#### 1.1 技术栈选择
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```
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Spring Boot + Spring WebSocket + SaToken + Redis + MySQL
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```
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#### 1.2 核心组件设计
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||
```
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┌── WebSocket管理层
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│ ├── WebSocketConfig (配置)
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||
│ ├── WebSocketHandler (连接处理)
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│ └── WebSocketInterceptor (权限验证)
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│
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├── 权限推送服务层
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│ ├── PermissionPushService (权限推送核心服务)
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│ ├── UserSessionManager (用户会话管理)
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│ └── MessageBroadcaster (消息广播器)
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||
│
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├── 权限监听层
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||
│ ├── PermissionChangeListener (权限变更监听)
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│ ├── RoleChangeListener (角色变更监听)
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│ └── MenuChangeListener (菜单变更监听)
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||
│
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└── 数据存储层
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├── Redis (会话存储 + 消息队列)
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└── MySQL (权限数据 + 变更记录)
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||
```
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### 2. 核心服务设计
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#### 2.1 WebSocket连接管理
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```java
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// 连接管理策略
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- 用户登录后自动建立WebSocket连接
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- 一个用户可以有多个连接（多标签页支持）
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- 连接断开后自动重连机制
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- 连接状态持久化到Redis
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// 会话存储结构
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Key: "websocket:user:{userId}"
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Value: {
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"connections": [
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||
{
|
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"sessionId": "session-123",
|
||
"connectTime": 1640995200000,
|
||
"lastHeartbeat": 1640995800000,
|
||
"browser": "Chrome",
|
||
"ip": "192.168.1.100"
|
||
}
|
||
]
|
||
}
|
||
```
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||
#### 2.2 权限变更监听机制
|
||
```java
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// 监听触发点
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||
1. 用户角色分配/取消
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||
2. 角色权限修改
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||
3. 菜单权限调整
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||
4. 用户状态变更
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// 变更事件设计
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@EventListener
|
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public class PermissionChangeListener {
|
||
// 用户角色变更
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@Async
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public void handleUserRoleChange(UserRoleChangeEvent event)
|
||
|
||
// 角色权限变更
|
||
@Async
|
||
public void handleRolePermissionChange(RolePermissionChangeEvent event)
|
||
|
||
// 菜单权限变更
|
||
@Async
|
||
public void handleMenuPermissionChange(MenuPermissionChangeEvent event)
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 2.3 消息推送策略
|
||
```java
|
||
// 消息类型设计
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||
enum MessageType {
|
||
PERMISSION_UPDATE, // 权限更新
|
||
ROLE_CHANGE, // 角色变更
|
||
FORCE_LOGOUT, // 强制退出
|
||
SYSTEM_NOTICE // 系统通知
|
||
}
|
||
|
||
// 推送策略
|
||
1. 精准推送：只推送给受影响的用户
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||
2. 批量推送：角色权限变更时推送给该角色的所有用户
|
||
3. 广播推送：系统级权限调整时推送给所有在线用户
|
||
```
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||
### 3. 数据库设计扩展
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||
|
||
#### 3.1 权限变更记录表
|
||
```sql
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||
CREATE TABLE sys_permission_change_log (
|
||
id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
|
||
change_type VARCHAR(50) NOT NULL, -- USER_ROLE, ROLE_PERMISSION, MENU_PERMISSION
|
||
target_user_id BIGINT, -- 目标用户ID（如果是用户级变更）
|
||
target_role_id BIGINT, -- 目标角色ID（如果是角色级变更）
|
||
operator_id BIGINT NOT NULL, -- 操作者ID
|
||
change_detail JSON, -- 变更详情
|
||
create_time DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
|
||
INDEX idx_user_time (target_user_id, create_time),
|
||
INDEX idx_role_time (target_role_id, create_time)
|
||
);
|
||
```
|
||
|
||
#### 3.2 WebSocket会话表
|
||
```sql
|
||
CREATE TABLE sys_websocket_session (
|
||
id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
|
||
user_id BIGINT NOT NULL,
|
||
session_id VARCHAR(100) NOT NULL UNIQUE,
|
||
connect_time DATETIME NOT NULL,
|
||
disconnect_time DATETIME,
|
||
client_info JSON, -- 客户端信息
|
||
status TINYINT DEFAULT 1, -- 1:连接中 0:已断开
|
||
INDEX idx_user_status (user_id, status)
|
||
);
|
||
```
|
||
|
||
### 4. 后端核心接口设计
|
||
|
||
#### 4.1 WebSocket端点配置
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||
```java
|
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@Configuration
|
||
@EnableWebSocket
|
||
public class WebSocketConfig implements WebSocketConfigurer {
|
||
|
||
@Override
|
||
public void registerWebSocketHandlers(WebSocketHandlerRegistry registry) {
|
||
registry.addHandler(new PermissionWebSocketHandler(), "/ws/permission")
|
||
.setAllowedOrigins("*")
|
||
.addInterceptors(new WebSocketAuthInterceptor());
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 4.2 权限推送服务接口
|
||
```java
|
||
@Component
|
||
public class PermissionPushService {
|
||
|
||
/**
|
||
* 推送权限更新消息给指定用户
|
||
*/
|
||
public void pushPermissionUpdate(Long userId, List<String> newPermissions);
|
||
|
||
/**
|
||
* 推送角色变更消息给指定用户
|
||
*/
|
||
public void pushRoleChange(Long userId, List<String> newRoles);
|
||
|
||
/**
|
||
* 批量推送权限更新（角色权限变更时）
|
||
*/
|
||
public void batchPushPermissionUpdate(Long roleId, List<String> newPermissions);
|
||
|
||
/**
|
||
* 强制用户下线
|
||
*/
|
||
public void forceUserLogout(Long userId, String reason);
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 4.3 消息格式定义
|
||
```java
|
||
@Data
|
||
public class WebSocketMessage {
|
||
private String type; // 消息类型
|
||
private Long userId; // 目标用户ID
|
||
private Long timestamp; // 时间戳
|
||
private Object data; // 消息数据
|
||
private String messageId; // 消息ID
|
||
private String operator; // 操作者
|
||
}
|
||
|
||
@Data
|
||
public class PermissionUpdateData {
|
||
private List<String> permissions; // 新权限列表
|
||
private List<String> roles; // 新角色列表
|
||
private String updateType; // 更新类型：ADD, REMOVE, REPLACE
|
||
private String reason; // 变更原因
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
## 🌐 前端技术方案设计
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||
### 1. WebSocket客户端架构
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||
#### 1.1 技术栈
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||
```
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||
Vue3 + TypeScript + Pinia + WebSocket API
|
||
```
|
||
|
||
#### 1.2 组件设计
|
||
```
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||
┌── WebSocket管理层
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||
│ ├── WebSocketService (核心WebSocket服务)
|
||
│ ├── ConnectionManager (连接管理器)
|
||
│ └── MessageHandler (消息处理器)
|
||
│
|
||
├── 权限更新层
|
||
│ ├── PermissionUpdateService (权限更新服务)
|
||
│ ├── PermissionSyncManager (权限同步管理)
|
||
│ └── PermissionNotification (权限通知)
|
||
│
|
||
└── 用户界面层
|
||
├── PermissionUpdateNotify (权限更新提示组件)
|
||
├── ConnectionStatus (连接状态组件)
|
||
└── WebSocketDebugPanel (调试面板)
|
||
```
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||
|
||
### 2. WebSocket服务设计
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||
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||
#### 2.1 连接管理策略
|
||
```typescript
|
||
class WebSocketService {
|
||
// 连接策略
|
||
- 用户登录成功后自动连接
|
||
- 连接断开后指数退避重连
|
||
- 页面可见性变化时管理连接
|
||
- 网络状态变化时重连
|
||
|
||
// 连接状态管理
|
||
enum ConnectionState {
|
||
DISCONNECTED = 'disconnected',
|
||
CONNECTING = 'connecting',
|
||
CONNECTED = 'connected',
|
||
RECONNECTING = 'reconnecting',
|
||
ERROR = 'error'
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 2.2 消息处理机制
|
||
```typescript
|
||
// 消息类型定义
|
||
interface WebSocketMessage {
|
||
type: 'PERMISSION_UPDATE' | 'ROLE_CHANGE' | 'FORCE_LOGOUT' | 'SYSTEM_NOTICE'
|
||
userId: number
|
||
timestamp: number
|
||
data: any
|
||
messageId: string
|
||
}
|
||
|
||
// 消息处理器
|
||
class MessageHandler {
|
||
handlePermissionUpdate() // 处理权限更新
|
||
handleRoleChange() // 处理角色变更
|
||
handleForceLogout() // 处理强制退出
|
||
handleSystemNotice() // 处理系统通知
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 3. 权限同步机制
|
||
|
||
#### 3.1 同步策略
|
||
```typescript
|
||
class PermissionSyncManager {
|
||
// 同步时机
|
||
1. 收到权限更新消息时立即同步
|
||
2. 连接重建后检查权限版本
|
||
3. 页面激活时检查权限一致性
|
||
|
||
// 同步方式
|
||
async syncPermissions(updateType: string) {
|
||
// 1. 请求最新权限数据
|
||
// 2. 更新本地权限缓存
|
||
// 3. 触发UI重新渲染
|
||
// 4. 显示权限更新通知
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 3.2 冲突处理
|
||
```typescript
|
||
// 权限冲突处理策略
|
||
1. 权限被收回：立即隐藏相关UI，显示权限不足提示
|
||
2. 权限被授予：立即显示新的功能按钮，显示权限获得提示
|
||
3. 强制退出：清理本地数据，跳转到登录页
|
||
4. 操作中断：保存用户操作状态，权限恢复后继续
|
||
```
|
||
|
||
### 4. 前端核心服务设计
|
||
|
||
#### 4.1 WebSocket服务接口
|
||
```typescript
|
||
export interface IWebSocketService {
|
||
// 连接管理
|
||
connect(): Promise<void>
|
||
disconnect(): void
|
||
reconnect(): Promise<void>
|
||
|
||
// 消息发送
|
||
sendMessage(message: WebSocketMessage): void
|
||
|
||
// 事件监听
|
||
onMessage(callback: (message: WebSocketMessage) => void): void
|
||
onConnected(callback: () => void): void
|
||
onDisconnected(callback: () => void): void
|
||
onError(callback: (error: Error) => void): void
|
||
|
||
// 状态查询
|
||
isConnected(): boolean
|
||
getConnectionState(): ConnectionState
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
#### 4.2 权限更新服务接口
|
||
```typescript
|
||
export interface IPermissionUpdateService {
|
||
// 权限同步
|
||
syncPermissions(): Promise<void>
|
||
updateLocalPermissions(permissions: string[]): void
|
||
|
||
// 通知管理
|
||
showPermissionUpdateNotification(updateInfo: PermissionUpdateInfo): void
|
||
showPermissionRevokedWarning(revokedPermissions: string[]): void
|
||
|
||
// 权限检查
|
||
checkPermissionChange(): Promise<boolean>
|
||
validateCurrentPermissions(): boolean
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
## 🔐 安全性设计
|
||
|
||
### 1. 连接安全
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||
```java
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||
// Token验证
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||
- WebSocket握手时验证JWT Token
|
||
- 定期验证Token有效性
|
||
- Token过期时自动断开连接
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||
|
||
// 权限验证
|
||
- 连接建立时验证用户权限
|
||
- 消息发送前验证操作权限
|
||
- 防止权限越权操作
|
||
|
||
// 示例：WebSocket拦截器
|
||
@Component
|
||
public class WebSocketAuthInterceptor implements HandshakeInterceptor {
|
||
|
||
@Override
|
||
public boolean beforeHandshake(ServerHttpRequest request,
|
||
ServerHttpResponse response,
|
||
WebSocketHandler wsHandler,
|
||
Map<String, Object> attributes) {
|
||
// 1. 提取Token
|
||
String token = extractTokenFromRequest(request);
|
||
|
||
// 2. 验证Token有效性
|
||
if (!saTokenUtil.isValidToken(token)) {
|
||
return false;
|
||
}
|
||
|
||
// 3. 获取用户信息
|
||
Long userId = saTokenUtil.getUserIdFromToken(token);
|
||
attributes.put("userId", userId);
|
||
|
||
return true;
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 2. 消息安全
|
||
```java
|
||
// 消息加密
|
||
- 敏感消息内容加密传输
|
||
- 消息完整性校验
|
||
- 防止消息重放攻击
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||
|
||
// 频率限制
|
||
- 连接频率限制
|
||
- 消息发送频率限制
|
||
- 异常连接自动断开
|
||
|
||
// 示例：消息安全处理
|
||
@Component
|
||
public class MessageSecurityHandler {
|
||
|
||
public WebSocketMessage encryptMessage(WebSocketMessage message) {
|
||
// 对敏感数据进行加密
|
||
if (message.getType().equals("PERMISSION_UPDATE")) {
|
||
String encryptedData = aesUtil.encrypt(message.getData().toString());
|
||
message.setData(encryptedData);
|
||
}
|
||
return message;
|
||
}
|
||
|
||
public boolean validateMessageIntegrity(WebSocketMessage message) {
|
||
// 验证消息完整性
|
||
String expectedHash = calculateMessageHash(message);
|
||
return expectedHash.equals(message.getHash());
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 3. 访问控制
|
||
```java
|
||
// 用户隔离
|
||
- 确保用户只能接收自己的权限变更消息
|
||
- 防止跨用户信息泄露
|
||
- 管理员权限特殊处理
|
||
|
||
// 示例：消息权限验证
|
||
@Component
|
||
public class MessagePermissionValidator {
|
||
|
||
public boolean canReceiveMessage(Long userId, WebSocketMessage message) {
|
||
// 1. 检查消息是否发给该用户
|
||
if (!message.getUserId().equals(userId)) {
|
||
return false;
|
||
}
|
||
|
||
// 2. 检查用户是否有权限接收该类型消息
|
||
return hasPermissionToReceiveMessageType(userId, message.getType());
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
## 🚀 性能优化方案
|
||
|
||
### 1. 连接优化
|
||
```java
|
||
// 连接池管理
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||
- 合理设置连接数上限
|
||
- 空闲连接自动清理
|
||
- 连接状态监控
|
||
|
||
// 内存优化
|
||
- 及时清理断开的连接
|
||
- 消息队列大小限制
|
||
- 定期清理过期数据
|
||
|
||
// 示例：连接池配置
|
||
@Configuration
|
||
public class WebSocketPoolConfig {
|
||
|
||
@Bean
|
||
public WebSocketConnectionPool connectionPool() {
|
||
return WebSocketConnectionPool.builder()
|
||
.maxConnections(10000) // 最大连接数
|
||
.maxConnectionsPerUser(5) // 每用户最大连接数
|
||
.idleTimeout(Duration.ofMinutes(30)) // 空闲超时
|
||
.cleanupInterval(Duration.ofMinutes(5)) // 清理间隔
|
||
.build();
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 2. 推送优化
|
||
```java
|
||
// 批量推送
|
||
- 相同类型消息合并推送
|
||
- 延迟推送策略
|
||
- 推送优先级管理
|
||
|
||
// 缓存优化
|
||
- Redis缓存权限数据
|
||
- 权限变更增量推送
|
||
- 本地权限缓存
|
||
|
||
// 示例：批量推送实现
|
||
@Component
|
||
public class BatchMessagePusher {
|
||
|
||
private final Map<String, List<WebSocketMessage>> messageBatches = new ConcurrentHashMap<>();
|
||
|
||
@Scheduled(fixedDelay = 1000) // 每秒批量推送一次
|
||
public void flushMessageBatches() {
|
||
messageBatches.forEach((batchKey, messages) -> {
|
||
WebSocketMessage batchMessage = mergeMess
|
||
ages(messages);
|
||
webSocketHandler.broadcast(batchMessage);
|
||
});
|
||
messageBatches.clear();
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 3. 数据库优化
|
||
```sql
|
||
-- 权限查询优化
|
||
CREATE INDEX idx_user_permission_version ON sys_login_user(user_id, permission_version);
|
||
CREATE INDEX idx_role_permission_update ON sys_role_menu(role_id, update_time);
|
||
|
||
-- 会话查询优化
|
||
CREATE INDEX idx_websocket_user_status ON sys_websocket_session(user_id, status, connect_time);
|
||
|
||
-- 变更日志查询优化
|
||
CREATE INDEX idx_permission_log_target ON sys_permission_change_log(target_user_id, target_role_id, create_time);
|
||
```
|
||
|
||
## 📊 监控和日志
|
||
|
||
### 1. 连接监控
|
||
```java
|
||
// 监控指标
|
||
- 当前连接数
|
||
- 连接成功率
|
||
- 连接断开原因统计
|
||
- 消息推送成功率
|
||
|
||
// 示例：监控服务
|
||
@Component
|
||
public class WebSocketMonitorService {
|
||
|
||
private final MeterRegistry meterRegistry;
|
||
|
||
public void recordConnection(String result) {
|
||
Counter.builder("websocket.connections")
|
||
.tag("result", result)
|
||
.register(meterRegistry)
|
||
.increment();
|
||
}
|
||
|
||
public void recordMessagePush(String type, String result) {
|
||
Counter.builder("websocket.messages")
|
||
.tag("type", type)
|
||
.tag("result", result)
|
||
.register(meterRegistry)
|
||
.increment();
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 2. 错误处理和日志
|
||
```java
|
||
// 日志记录
|
||
- 连接建立/断开日志
|
||
- 消息推送日志
|
||
- 错误异常日志
|
||
- 性能统计日志
|
||
|
||
// 示例：日志配置
|
||
@Slf4j
|
||
@Component
|
||
public class WebSocketLogger {
|
||
|
||
public void logConnection(Long userId, String action, String result) {
|
||
log.info("WebSocket连接 - 用户:{}, 操作:{}, 结果:{}", userId, action, result);
|
||
}
|
||
|
||
public void logMessagePush(Long userId, String messageType, String result) {
|
||
log.info("消息推送 - 用户:{}, 类型:{}, 结果:{}", userId, messageType, result);
|
||
}
|
||
|
||
public void logError(String operation, Exception e) {
|
||
log.error("WebSocket错误 - 操作:{}, 异常:", operation, e);
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
## 📋 实施步骤
|
||
|
||
### 第一阶段：基础WebSocket服务（1-2周）
|
||
1. **后端WebSocket服务搭建**
|
||
- 创建WebSocket配置类
|
||
- 实现WebSocket处理器
|
||
- 添加权限验证拦截器
|
||
- 基础连接管理功能
|
||
|
||
2. **前端WebSocket客户端**
|
||
- 创建WebSocket服务类
|
||
- 实现连接管理逻辑
|
||
- 添加重连机制
|
||
- 基础消息收发功能
|
||
|
||
3. **基础测试**
|
||
- 连接建立测试
|
||
- 消息收发测试
|
||
- 断线重连测试
|
||
|
||
### 第二阶段：权限推送核心功能（2-3周）
|
||
1. **权限变更监听**
|
||
- 实现用户角色变更监听
|
||
- 实现角色权限变更监听
|
||
- 实现菜单权限变更监听
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- 创建权限变更事件
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2. **消息推送逻辑**
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- 实现权限更新消息推送
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- 实现角色变更消息推送
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- 实现批量推送逻辑
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- 添加消息去重机制
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3. **前端权限同步**
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- 实现权限数据更新
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- 实现UI实时刷新
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- 添加权限变更通知
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- 处理权限冲突场景
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### 第三阶段：高级功能和优化（2-3周）
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1. **安全性增强**
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- 添加消息加密
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- 实现访问控制
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- 添加频率限制
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- 防止攻击机制
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2. **性能优化**
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- 实现连接池管理
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- 添加消息批量处理
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- 优化数据库查询
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- 添加缓存机制
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3. **用户体验优化**
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- 完善重连策略
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- 优化通知交互
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- 添加调试面板
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- 处理边界情况
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### 第四阶段：生产环境适配（1-2周）
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1. **集群部署支持**
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- Redis消息队列
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- 负载均衡配置
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- 会话共享机制
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2. **监控和运维**
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- 添加监控指标
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- 完善日志记录
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- 配置告警机制
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- 制定运维手册
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3. **测试和部署**
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- 压力测试
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- 兼容性测试
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- 生产环境部署
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- 回滚方案准备
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## 🔍 风险评估和应对方案
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### 1. 技术风险
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| 风险项 | 影响度 | 概率 | 应对方案 |
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| WebSocket连接不稳定 | 高 | 中 | 完善重连机制，降级到轮询 |
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| 消息推送延迟 | 中 | 低 | 优化推送逻辑，添加超时机制 |
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| 内存泄漏 | 高 | 低 | 定期清理，添加监控 |
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| 安全漏洞 | 高 | 低 | 安全审计，权限校验 |
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### 2. 业务风险
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| 风险项 | 影响度 | 概率 | 应对方案 |
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| 权限同步失败 | 高 | 中 | 手动刷新机制，错误提示 |
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| 用户体验下降 | 中 | 低 | 渐进式升级，用户反馈 |
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| 系统复杂度增加 | 中 | 高 | 完善文档，团队培训 |
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### 3. 运维风险
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| 风险项 | 影响度 | 概率 | 应对方案 |
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|--------|--------|------|----------|
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| 服务器压力增加 | 中 | 中 | 性能监控，扩容预案 |
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| 故障排查困难 | 中 | 中 | 详细日志，监控告警 |
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| 部署复杂度增加 | 低 | 高 | 自动化部署，回滚机制 |
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## 📈 预期效果
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### 1. 用户体验提升
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- ✅ 权限变更即时生效，无需重新登录
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- ✅ 多标签页权限状态同步
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- ✅ 清晰的权限变更通知
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### 2. 系统性能
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- ✅ 减少不必要的接口调用
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- ✅ 提高权限检查效率
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- ✅ 降低服务器负载
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### 3. 管理效率
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- ✅ 权限管理操作即时生效
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- ✅ 减少用户投诉和支持工作
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- ✅ 提高系统管理效率
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## 📚 相关技术文档
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1. [Spring WebSocket官方文档](https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/reference/html/web.html#websocket)
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2. [Vue3 WebSocket最佳实践](https://vuejs.org/guide/extras/web-components.html)
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3. [SaToken权限认证文档](https://sa-token.dev33.cn/)
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4. [Redis消息队列使用指南](https://redis.io/docs/manual/pubsub/)
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## 👥 团队分工建议
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| 角色 | 职责 | 时间投入 |
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| 后端开发 | WebSocket服务、权限监听、消息推送 | 60% |
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| 前端开发 | WebSocket客户端、权限同步、UI更新 | 40% |
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| 测试工程师 | 功能测试、性能测试、安全测试 | 全程参与 |
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| 运维工程师 | 部署配置、监控告警、性能调优 | 后期参与 |
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**文档版本**: v1.0
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**创建时间**: 2025-01-07
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**更新时间**: 2025-01-07
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**负责人**: 系统架构团队
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**审核人**: 技术负责人 |