从零构建高并发WebSocket服务：Go语言实现与性能调优

上周在优化公司消息推送系统时，我意外发现当在线用户超过2万时，原有的Node.js服务出现了明显的内存泄漏。这个经历促使我重新评估不同语言实现WebSocket服务的优劣，最终选择用Go语言重构了整个系统。本文将分享具体实现方案和踩坑记录。

一、WebSocket核心机制解析

WebSocket协议通过HTTP升级握手建立持久连接，其帧结构设计非常精简：

实际开发中发现：Chrome浏览器在实现掩码计算时存在一个有趣的边界条件bug（具体代码见GitHub Gist链接）。

二、Go语言实现方案对比

测试环境：AWS c5.xlarge 4vCPU/8GB内存

// 连接池关键代码片段
type ConnPool struct {
    mu    sync.RWMutex
    conns map[string]*wsconn
    gcTicker *time.Ticker
}

func (p *ConnPool) Add(uid string, conn *wsconn) {
    p.mu.Lock()
    defer p.mu.Unlock()
    if old, exists := p.conns[uid]; exists {
        old.Close() // 处理重复登录
    }
    p.conns[uid] = conn
}

三、性能优化实战记录

3.1 内存分配优化

使用sync.Pool减少小对象分配后，GC停顿时间从47ms降至9ms：

# pprof内存分析结果
(pprof) top5 -cum
320MB of 450MB total (71.11%)

3.2 惊群问题解决

最初使用channel广播导致CPU飙升至90%，改为epoll事件驱动后：

四、生产环境踩坑实录

1. Linux文件描述符限制：突然掉线问题最终发现是ulimit设置不足
2. 心跳包设计：错误的15秒间隔导致Nginx代理超时
3. 压测陷阱：jmeter默认不发送mask导致服务端拒绝连接

结语

经过三周的迭代，新系统成功支撑了日均500万连接。有个有趣的现象：周四上午10点的并发量总是其他时段的1.8倍，后来发现是客户端的定时任务设计问题。完整代码已开源在GitHub（链接），欢迎交流讨论。