Redis の Pub/Sub を使って Node.js + WebSocket のスケールアウトを実現する方法

Node におけるスケールアーキテクチャ考察(Scale 編)というエントリーを読んで、RedisはPub/Sub型通信をサポートしているという事を知りました。エントリーでも言及されているように、Pub/Subを使えば Node.js + WebSocket サーバをスケールする際に、中継サーバの役割を果たす事が出来るはずです。

そんな訳で実際に Node.js と Redis を使って Pub/Sub の実験を行なってみました。ユーザが別々のNode.jsサーバに接続していてもWebSocketを通してメッセージのやり取りを出来るようにします。

イメージとしてはこんな感じです。

下準備

Ubuntuの場合は apt-get で1発でインストールする事が出来ます。

1	$ sudo apt-get install redis

npmでredisモジュールをインストールします。

1	$ npm install redis

Node.js から Redis の Pub/Sub を使ってみる

試しにPub/Subとはどんなものか試してみましょう。Node.jsのコンソールを起動します。

$ node

コンソールに下記コードを入力します。

var sys = require('sys');

var redis = require('redis');

var subscriber = redis.createClient(6379, 'localhost');

subscriber.subscribe('hoge channel');

subscriber.on("message", function(channel, message) {

sys.puts(channel + " :" + message);

});

別のターミナルで、下記コマンドを実行します。

1	$ redis-cli publish "hoge channel" "Hello World!"

Node.js のコンソール画面に「Hello World!」と表示されるはずです。これがPub/SubのSubにあたります。

では、今度はNode.js側からメッセージを送ってみましょう。先ほどのredis-cliを実行したターミナルで下記コマンドを実行します。

$ redis-cli subscribe "hoge channel"

Reading messages... (press Ctrl-c to quit)

1. "subscribe"

2. "hoge channel"

3. (integer) 1

Node.jsのコンソールに下記コードを入力します。

1 2	publisher = redis.createClient(6379, 'localhost'); publisher.publish("hoge channel", "FooBar");

Node.js のコンソール画面と redis-cli を実行した画面両方に「FooBar」と表示されますね。これで Redis の Pub/Sub の動きは何となく掴めたかと思います。

WebSocket を使ったチャットもどきを実装する

実際に Redis の Pub/Sub を使ってチャットサーバを実装してみましょう。コードは下記のようにしました。

上記コードをapp.jsとして保存し、複数のポートで立ち上げます（別途 npm で websocket-server と opts をインストールする必要があります）。

$ node app.js -p 8001

$ node app.js -p 8002

$ node app.js -p 8003

$ node app.js -p 8004

Google Chrome の JavaScript コンソールを複数のタブで開き、下記のように入力します。

var connection = new WebSocket("ws://localhost:8001");

connection.onmessage = function(event) { console.log(event.data) }

connection.send("Hello!!");

複数のタブで connection.send(……) をたくさん入力してみると分かりやすいと思います。どのタブで入力してもメッセージが表示されるはずです。

まとめ

今回は Redis の Pub/Sub を試す目的でしたので、チャットプログラム自体はメッセージを broadcast する事しか出来ません。しかし、Redis を通してやり取りするデータ形式をJSONにしておけば、色々な情報を各々の node.js サーバで共有する事ができるので、実用性が上がるのではないでしょうか。

また、Redis自体もレプリケーションが可能なので中継サーバもスケールする事が出来ると思います（未検証）。