# push-gateway 推送网关服务
> 版本：1.0（仲裁回写）
> 日期：2026-07-10
> 状态：P5 已交付
> 关联文档：
>
> - [架构影响地图](../../architecture/004_architecture_impact_map.md)
> - [02 架构设计](../../../services/push-gateway/docs/02-architecture-design.md)
> - [president-final-rulings](../../architecture/president-final-rulings.md)
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## 1. 模块职责
push-gateway 是实时推送基础设施服务（Go 实现），管理 WebSocket 长连接（**仅 WebSocket，不支持 SSE** — ISSUE-001）。
接收 msg 服务的推送请求（HTTP `/internal/*` + Kafka 事件），维护用户在线连接池，将消息实时投递到浏览器/移动端。
支持连接鉴权（JWT RS256）、RFC 6455 控制帧心跳、断线重连、多设备同步、连接数监控、跨实例 Pub/Sub 广播。
**无 DB**（ISSUE-005）：消息审计、离线落库、重试队列均由 msg 服务负责。
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## 2. 技术栈
| 类别 | 技术 | 版本 | 用途 |
| --------- | ------------------------ | ------ | -------------------------------------------------- |
| 语言 | Go | 1.25+ | 高并发长连接 |
| Web 框架 | Gin | 1.12+ | HTTP 升级 WebSocket + 内部 API |
| WebSocket | gorilla/websocket | 1.5+ | WebSocket 协议 |
| 缓存 | Redis | 7.x | 在线连接表、pub/sub 跨实例 fanout |
| Kafka | segmentio/kafka-go | 0.4+ | 消费 `edu.notification.requested`（纯 Go，无 cgo） |
| JWT | golang-jwt/jwt/v5 | 5.2+ | RS256 token 校验（via shared-go/jwks） |
| 配置 | shared-go/env | — | 环境变量加载（替代 viper） |
| 日志 | log/slog | stdlib | 结构化日志（JSON prod / text dev） |
| 追踪 | OpenTelemetry | 1.44+ | 分布式追踪（via shared-go/tracer） |
| 指标 | prometheus/client_golang | 1.23+ | Prometheus 指标 |
| 共享包 | shared-go | — | tracer/logger/env/jwks 复用（ARB-015 §17.5） |
| 编排 | Kubernetes | 1.28+ | 生产部署 |
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## 3. 架构图
```mermaid
graph TB
MSG[msg 服务] -->|HTTP /internal/push| PG[push-gateway]
MSG -->|Kafka edu.notification.requested| PG
PG --> HUB[Hub
连接池管理
map userID -> connID -> Connection]
HUB --> C1[用户 1 连接]
HUB --> C2[用户 2 连接]
HUB --> CN[用户 N 连接]
PG --> REDIS[(Redis
在线 SET + pub/sub)]
MFE[微前端] -.WebSocket /ws?token=JWT.-> PG
PG --> HEART[心跳保活
RFC 6455 Ping/Pong 30s]
PG --> JWKS[iam JWKS
RS256 公钥 5min 缓存]
PG --> METRICS[/metrics
9 个 Prometheus 指标]
```
> 完整分层图、跨实例同步图、失败模式矩阵见 [02 架构设计](../../../services/push-gateway/docs/02-architecture-design.md) §1 / §8 / §16。
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## 4. 核心流程图
```mermaid
sequenceDiagram
participant U as 用户
participant PG as push-gateway
participant R as Redis
participant MSG as msg 服务
U->>PG: WebSocket /ws?token=JWT
PG->>PG: JWT RS256 校验（via JWKS）
PG->>HUB: Register(userID, conn)
HUB->>R: SADD edu:push:online: + EXPIRE 60s
PG-->>U: 连接建立
Note over PG: RFC 6455 Ping/Pong 30s；60s 无帧断开
MSG->>PG: POST /internal/push {user_id, event, data}
PG->>HUB: SendToUser(userID, msg)
alt 本实例有此用户
PG->>U: WebSocket 推送
PG-->>MSG: {delivered:true, online:true}
else 本实例无此用户
PG->>R: SMEMBERS edu:push:online:
alt 用户在线（其他实例）
PG->>R: PUBLISH edu:push:channel:user.
R-->>PG: 持有实例订阅后投递
PG-->>MSG: {delivered:true, online:true}
else 用户离线
PG-->>MSG: {delivered:false, online:false}
Note over MSG: msg 走离线推送（SMS/邮件）
end
end
```
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## 5. 对外契约
### 5.1 HTTP 端点
| 方法 | 路径 | 鉴权 | 用途 |
| ---- | --------------------------- | ------------------------------------------------------- | ----------------------------------- |
| GET | `/ws` | JWT RS256（query `?token=` 或 `Authorization: Bearer`） | WebSocket 升级 |
| POST | `/internal/push` | `X-Internal-Token` 头（ISSUE-002） | 定向推送 |
| POST | `/internal/broadcast` | `X-Internal-Token` 头 | 广播 |
| GET | `/internal/online/` | `X-Internal-Token` 头 | 查在线状态 |
| GET | `/healthz` | 无 | liveness 探针 |
| GET | `/readyz` | 无 | readiness 探针（软失败，ISSUE-058） |
| GET | `/metrics` | 无 | Prometheus 指标 |
### 5.2 Kafka 消费
| Topic | Consumer Group | Message | 说明 |
| ---------------------------- | -------------- | ----------------------- | ------------------------------------------------ |
| `edu.notification.requested` | `push-gateway` | `NotificationRequested` | ISSUE-053 重命名（原 `edu.notification.events`） |
- 至少一次 + Redis SETNX 幂等去重（event_id，TTL 24h）
- 失败重试 3 次后入 DLQ（`edu.notification.requested.dlq`）
### 5.3 Redis 数据结构
| Key 模式 | 类型 | TTL | 用途 |
| -------------------------------- | ----------------- | --- | -------------------- |
| `edu:push:online:` | SET（instanceID） | 60s | 在线用户所在实例集合 |
| `edu:push:channel:user:` | Pub/Sub | — | 跨实例定向推送 |
| `edu:push:channel:broadcast` | Pub/Sub | — | 跨实例广播 |
| `edu:push:idempotent:` | SETNX | 24h | Kafka 幂等去重 |
> **无 gRPC 服务**（ISSUE-007）：push-gateway 仅暴露 HTTP + WebSocket，不实现 gRPC 服务，`packages/shared-proto/proto/` 无 push-gateway.proto。
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## 6. 依赖关系
- **上游**：msg 服务（HTTP `/internal/*` + Kafka 事件）
- **下游**：Redis（在线 SET + pub/sub 跨实例同步）、iam（JWKS 公钥）
- **客户端**：teacher-portal、student-portal、parent-portal、admin-portal（WebSocket 连接）
- **共享包**：shared-go（tracer/logger/env/jwks）
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## 7. 架构约束
1. 无业务逻辑，仅做连接管理与消息转发
2. **无 DB**（ISSUE-005）：审计/落库/重试由 msg 负责
3. **仅 WebSocket**（ISSUE-001）：不支持 SSE
4. **无 gRPC**（ISSUE-007）：仅 HTTP + WebSocket
5. 连接鉴权必须校验 JWT RS256（DevMode 接受 `dev-token`）
6. RFC 6455 控制帧心跳（Ping/Pong 30s，60s 无帧断开）
7. 单用户连接数上限 5（默认，可配 `MAX_CONNS_PER_USER`）
8. **单实例容量 10w+**（ISSUE-003，原 50k 已提升）
9. Redis 故障软失败（ISSUE-058/006）：`/readyz` 返 200 + `degraded:true`，不断本地 WebSocket
10. Redis online SET 启动重建（ISSUE-058）：先 SREM 旧 instanceID，再基于内存重建
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## 8. 关键 ADR（完整见 02 §14）
| ADR | 决策 | 来源 |
| ------- | ---------------------------------------- | ---------------- |
| ADR-001 | 仅 WebSocket，不支持 SSE | ISSUE-001 |
| ADR-002 | `X-Internal-Token` 命名 | ISSUE-002 |
| ADR-003 | 单实例 10w+ 连接 | ISSUE-003 |
| ADR-004 | 无 DB，审计由 msg 负责 | ISSUE-005 |
| ADR-005 | Kafka topic `edu.notification.requested` | ISSUE-053 |
| ADR-006 | `/readyz` 软失败 | ISSUE-058/006 |
| ADR-007 | Redis SET 启动重建 | ISSUE-058 |
| ADR-008 | Redis 必需但软失败 | ISSUE-055 vs 058 |
| ADR-009 | 纯 HTTP + WebSocket，无 gRPC | ISSUE-007 |
| ADR-010 | shared-go 复用 | ARB-015 §17.5 |
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## 9. 环境变量
| 变量 | 默认值 | 说明 |
| ----------------------------- | ---------------------------------------------- | ---------------------------------------- |
| `PUSH_GATEWAY_PORT` | 8081 | HTTP 监听端口 |
| `DEV_MODE` | false | 开发模式（跳过内部鉴权，接受 dev-token） |
| `JWT_SECRET` | （DevMode 有默认） | JWT 密钥（生产必填） |
| `JWKS_URL` | `http://localhost:50052/.well-known/jwks.json` | iam JWKS 端点 |
| `INTERNAL_API_TOKEN` | （生产必填） | `/internal/*` 鉴权 token（ISSUE-002） |
| `REDIS_URL` | `redis://localhost:6379/0` | Redis 连接 URL |
| `KAFKA_BROKERS` | `localhost:9092` | Kafka broker 列表（逗号分隔） |
| `KAFKA_NOTIFICATION_TOPIC` | `edu.notification.requested` | 消费 topic（ISSUE-053） |
| `KAFKA_CONSUMER_GROUP` | `push-gateway` | consumer group |
| `WS_ALLOWED_ORIGINS` | （空） | WebSocket Origin 白名单（逗号分隔） |
| `MAX_CONNS_PER_USER` | 5 | 单用户最大连接数 |
| `HEARTBEAT_INTERVAL_SECONDS` | 30 | 心跳间隔 |
| `INSTANCE_ID` | （hostname） | 实例标识（Redis SET 成员） |
| `OTEL_EXPORTER_OTLP_ENDPOINT` | `localhost:4318` | OTLP 端点 |