如何让多客户端会话管理不再成为你的技术噩梦？

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一 多客户端会话标识管理

会话标识生成原理

会话标识（Session ID）采用UUID4算法生成128位全局唯一标识，结合HMAC-SHA256签名确保防篡改：

from fastapi import Depends, Request
from fastapi_sessions.backends.implementations import InMemoryBackend
from fastapi_sessions.session_verifier import SessionVerifier
import uuid


class BasicVerifier(SessionVerifier[str]):
    def __init__(self):
        self._backend = InMemoryBackend[str]()
        self._cookie_name = "session_id"
        self._signature_key = "secret_key_123!"

    @property
    def backend(self):
        return self._backend

    @property
    def cookie_name(self):
        return self._cookie_name

    @property
    def signature_key(self):
        return self._signature_key

Redis会话存储方案

使用连接池管理Redis连接，配置参数示例：

from redis.asyncio import ConnectionPool

redis_pool = ConnectionPool.from_url(
    "redis://localhost:6379",
    max_connections=20,
    socket_connect_timeout=5,
    retry_on_timeout=True
)

二 连接池与负载均衡

数据库连接池配置

使用asyncpg实现PostgreSQL连接池：

from sqlalchemy.ext.asyncio import create_async_engine

async_engine = create_async_engine(
    "postgresql+asyncpg://user:password@localhost/db",
    pool_size=10,
    max_overflow=5,
    pool_timeout=30
)

负载均衡健康检查接口

实现Kubernetes就绪检查：

from fastapi import APIRouter

router = APIRouter()


@router.get("/health")
async def health_check():
    return {
        "database": await check_db_connection(),
        "redis": await check_redis_ping()
    }

三 广播与群组管理

WebSocket群组管理

使用发布-订阅模式实现消息广播：

from fastapi import WebSocket
from collections import defaultdict


class ConnectionManager:
    def __init__(self):
        self.active_connections = defaultdict(set)

    async def connect(self, websocket: WebSocket, group: str):
        await websocket.accept()
        self.active_connections[group].add(websocket)

    async def broadcast(self, message: str, group: str):
        for connection in self.active_connections.get(group, set()):
            await connection.send_text(message)

四 断线重连机制

心跳检测实现

客户端心跳包发送策略：

// 前端实现示例
const keepAlive = () => {
    setTimeout(() => {
        if (ws.readyState === WebSocket.OPEN) {
            ws.send(JSON.stringify({type: "heartbeat"}));
            keepAlive();
        }
    }, 30000);
}

服务端连接监测

使用后台任务检测失联客户端：

from fastapi import BackgroundTasks


async def check_connections():
    while True:
        await asyncio.sleep(60)
        for conn in active_connections:
            if time.time() - conn.last_active > 120:
                await conn.close()

课后Quiz

1. 当遇到"Too many connections"错误时，应该调整哪些参数？
   答案：增加连接池的max_overflow值和pool_size值，并检查连接泄漏

2. WebSocket广播消息延迟高的可能原因？
   答案：网络带宽不足、消息序列化效率低、未使用异步发送方式

常见报错处理

422 Validation Error

产生原因：

• 请求体缺少required字段
• 字段类型不匹配
• 数据格式验证失败

解决方案：

1. 检查请求头的Content-Type是否正确
2. 使用Swagger文档测试请求格式
3. 查看返回详情中的错误路径

# 错误响应示例
{
    "detail": [
        {
            "loc": ["body", "user", "age"],
            "msg": "value is not a valid integer",
            "type": "type_error.integer"
        }
    ]
}

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