# WebSocket 通知系统与数据修复：彻底解决 Redis 连接泄漏问题

**日期**: 2025-10-23  
**作者**: TradingAgents-CN 开发团队  
**标签**: `feature`, `bug-fix`, `websocket`, `redis`, `data-quality`, `performance`

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## 📋 概述

2025年10月23日，我们进行了一次重大的架构升级和数据修复工作。通过 25 个提交，完成了从 **SSE + Redis PubSub** 到 **WebSocket** 的通知系统迁移，彻底解决了困扰已久的 Redis 连接泄漏问题；同时修复了 AKShare 数据源的 `trade_date` 字段格式错误，清理了 82,631 条错误数据。此外，还完成了配置管理优化、硅基流动（SiliconFlow）大模型支持、UI 改进等多项工作。

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## 🎯 核心改进

### 1. WebSocket 通知系统：彻底解决 Redis 连接泄漏

#### 问题背景

用户持续报告 Redis 连接泄漏问题：
```
redis.exceptions.ConnectionError: Too many connections
```

**根本原因分析**：
- ❌ **SSE + Redis PubSub 架构的固有缺陷**：
  - 每个 SSE 连接创建一个独立的 Redis PubSub 连接
  - PubSub 连接**不使用连接池**，是独立的 TCP 连接
  - 用户刷新页面时，旧连接未正确清理
  - 多用户同时在线时，连接数快速增长

- ❌ **之前的修复尝试**：
  - 增加连接池大小（20 → 200）
  - 限制每个用户只能有一个 SSE 连接
  - 添加 TCP keepalive 和健康检查
  - **结果**：问题仍然存在

#### 解决方案：WebSocket 替代 SSE

**为什么选择 WebSocket？**

| 特性 | SSE + Redis PubSub | WebSocket |
|------|-------------------|-----------|
| **连接管理** | 每个 SSE 创建独立 PubSub ❌ | 直接管理 WebSocket ✅ |
| **Redis 连接** | 不使用连接池，易泄漏 ❌ | 不需要 Redis PubSub ✅ |
| **双向通信** | 单向（服务器→客户端）❌ | 双向（服务器↔客户端）✅ |
| **实时性** | 较好 ⚠️ | 更好 ✅ |
| **连接数限制** | 受 Redis 限制 ❌ | 只受服务器资源限制 ✅ |

#### 实现细节

**后端实现** (commits: 3866cf9)

1. **新增 WebSocket 路由** (`app/routers/websocket_notifications.py`):
   ```python
   @router.websocket("/ws/notifications")
   async def websocket_notifications_endpoint(
       websocket: WebSocket,
       token: str = Query(...),
       current_user: dict = Depends(get_current_user_ws)
   ):
       user_id = current_user.get("user_id")
       await manager.connect(websocket, user_id)
       
       try:
           # 发送连接确认
           await websocket.send_json({
               "type": "connected",
               "data": {"message": "WebSocket connected", "user_id": user_id}
           })
           
           # 心跳循环（每 30 秒）
           while True:
               await asyncio.sleep(30)
               await websocket.send_json({"type": "heartbeat"})
       except WebSocketDisconnect:
           await manager.disconnect(websocket, user_id)
   ```

2. **全局连接管理器**:
   ```python
   class ConnectionManager:
       def __init__(self):
           self.active_connections: Dict[str, Set[WebSocket]] = {}
           self._lock = asyncio.Lock()
       
       async def connect(self, websocket: WebSocket, user_id: str):
           await websocket.accept()
           async with self._lock:
               if user_id not in self.active_connections:
                   self.active_connections[user_id] = set()
               self.active_connections[user_id].add(websocket)
       
       async def send_personal_message(self, message: dict, user_id: str):
           if user_id in self.active_connections:
               dead_connections = set()
               for connection in self.active_connections[user_id]:
                   try:
                       await connection.send_json(message)
                   except:
                       dead_connections.add(connection)
               
               # 清理死连接
               for conn in dead_connections:
                   self.active_connections[user_id].discard(conn)
   ```

3. **通知服务集成** (`app/services/notifications_service.py`):
   ```python
   # 优先使用 WebSocket 发送通知
   try:
       from app.routers.websocket_notifications import send_notification_via_websocket
       await send_notification_via_websocket(payload.user_id, payload_to_publish)
       logger.debug(f"✅ [WS] 通知已通过 WebSocket 发送")
   except Exception as e:
       logger.debug(f"⚠️ [WS] WebSocket 发送失败，尝试 Redis: {e}")
       
       # 降级到 Redis PubSub（兼容旧的 SSE 客户端）
       try:
           r = get_redis_client()
           await r.publish(channel, json.dumps(payload_to_publish))
           logger.debug(f"✅ [Redis] 通知已通过 Redis 发送")
       except Exception as redis_error:
           logger.warning(f"❌ Redis 发布通知失败: {redis_error}")
   ```

**前端实现** (commits: 65839c0)

1. **WebSocket 连接** (`frontend/src/stores/notifications.ts`):
   ```typescript
   function connectWebSocket() {
     const wsProtocol = window.location.protocol === 'https:' ? 'wss:' : 'ws:'
     const url = `${wsProtocol}//${base}/api/ws/notifications?token=${token}`
     const socket = new WebSocket(url)
     
     socket.onopen = () => {
       console.log('[WS] 连接成功')
       wsConnected.value = true
       wsReconnectAttempts = 0
     }
     
     socket.onmessage = (event) => {
       const message = JSON.parse(event.data)
       handleWebSocketMessage(message)
     }
     
     socket.onclose = (event) => {
       console.log('[WS] 连接关闭:', event.code, event.reason)
       wsConnected.value = false
       
       // 自动重连（指数退避，最多 5 次）
       if (wsReconnectAttempts < maxReconnectAttempts) {
         const delay = Math.min(1000 * Math.pow(2, wsReconnectAttempts), 30000)
         wsReconnectTimer = setTimeout(() => {
           wsReconnectAttempts++
           connectWebSocket()
         }, delay)
       } else {
         console.warn('[WS] 达到最大重连次数，降级到 SSE')
         connectSSE()
       }
     }
   }
   ```

2. **消息处理**:
   ```typescript
   function handleWebSocketMessage(message: any) {
     switch (message.type) {
       case 'connected':
         console.log('[WS] 连接确认:', message.data)
         break
       
       case 'notification':
         if (message.data?.title && message.data?.type) {
           addNotification(message.data)
         }
         break
       
       case 'heartbeat':
         // 心跳消息，无需处理
         break
     }
   }
   ```

3. **自动降级机制**:
   - 优先尝试 WebSocket 连接
   - 连接失败或达到最大重连次数后，自动降级到 SSE
   - 保证向后兼容性

**Nginx 配置优化** (commits: 6ea839a)

```nginx
location /api/ {
    # WebSocket 支持（必需）
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "upgrade";
    
    # 超时设置（重要！）
    # WebSocket 长连接需要更长的超时时间
    proxy_connect_timeout 120s;
    proxy_send_timeout 3600s;  # 1小时
    proxy_read_timeout 3600s;  # 1小时
    
    # 禁用缓存
    proxy_buffering off;
    proxy_cache off;
}
```

**关键配置说明**：
- `proxy_send_timeout` 和 `proxy_read_timeout` 从 120s 增加到 3600s
- 配合后端 30 秒心跳机制，确保连接不会被意外关闭
- 如果超时时间太短，WebSocket 连接会在空闲时被 Nginx 关闭

#### 修复效果

| 场景 | 修改前（SSE + Redis PubSub）| 修改后（WebSocket）|
|------|---------------------------|-------------------|
| **Redis 连接数** | 用户数 × 2（SSE + PubSub）| 0（不需要 PubSub）|
| **连接泄漏** | ❌ 频繁发生 | ✅ 完全解决 |
| **用户停留 1 小时** | ❌ 多次重连 | ✅ 稳定连接 |
| **实时性** | ⚠️ 较好 | ✅ 更好 |
| **双向通信** | ❌ 不支持 | ✅ 支持 |

**监控工具**:
- `/api/ws/stats` - 查看 WebSocket 连接统计
- `scripts/check_redis_connections.py` - 监控 Redis 连接数

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### 2. AKShare 数据源 trade_date 字段格式错误修复

#### 问题背景

用户报告分析任务提示"未找到 daily 数据"：
```
⚠️ [AnalysisService] 未找到 000001 的 daily 数据
```

**排查发现**：
- 数据库中有 82,631 条 `trade_date` 格式错误的记录
- `trade_date` 值为 `"0"`, `"1"`, `"2"`, `"3"`... 而不是 `"2025-10-23"` 格式
- 查询条件无法匹配这些错误数据，导致返回空结果

#### 根本原因分析 (commits: 36b4cf9)

**问题代码**:
```python
# app/services/historical_data_service.py
for date_index, row in data.iterrows():
    record = self._standardize_record(
        row=row,
        date_index=date_index,  # ❌ 这里传入的是 RangeIndex (0, 1, 2...)
        ...
    )

def _standardize_record(self, row, date_index=None, ...):
    # 优先使用 date_index 参数
    if date_index is not None:
        trade_date = self._format_date(date_index)  # ❌ date_index 是 0, 1, 2...
```

**根本原因**:
- `data.iterrows()` 返回 `(index, row)`，其中 `index` 是 `RangeIndex (0, 1, 2...)`
- `_standardize_record()` 优先使用 `date_index` 参数
- `_format_date(0)` → `str(0)` → `"0"`

#### 解决方案

**代码修复**:
```python
def _standardize_record(self, row, date_index=None, ...):
    trade_date = None
    
    # 🔥 优先从列中获取日期
    date_from_column = row.get('date') or row.get('trade_date')
    
    if date_from_column is not None:
        trade_date = self._format_date(date_from_column)  # ✅ 从列中获取
    # 只有日期类型的索引才使用
    elif date_index is not None and isinstance(date_index, (date, datetime, pd.Timestamp)):
        trade_date = self._format_date(date_index)  # ✅ 类型检查
    else:
        trade_date = self._format_date(None)  # 使用当前日期
```

**数据清理** (commits: 60d1910):
```python
# scripts/clean_invalid_trade_date.py
result = collection.delete_many({
    "trade_date": {"$regex": "^[0-9]+$"},  # 匹配纯数字
    "data_source": "akshare"
})

print(f"✅ 删除了 {result.deleted_count} 条格式错误的记录")
# 输出：✅ 删除了 82631 条格式错误的记录
```

**验证修复效果**:
```python
# scripts/verify_fix.py
# 查询最近更新的 AKShare 数据
recent_data = collection.find({
    "data_source": "akshare",
    "updated_at": {"$gte": datetime.now() - timedelta(hours=1)}
}).limit(10)

# 检查 trade_date 格式
for doc in recent_data:
    trade_date = doc.get("trade_date")
    if re.match(r"^\d{4}-\d{2}-\d{2}$", trade_date):
        print(f"✅ {trade_date} - 格式正确")
    else:
        print(f"❌ {trade_date} - 格式错误")

# 结果：✅ 格式正确: 10 条，格式错误: 0 条
```

#### 修复效果

| 指标 | 修复前 | 修复后 |
|------|--------|--------|
| **错误数据** | 82,631 条 | 0 条 |
| **trade_date 格式** | `"0"`, `"1"`, `"2"`... | `"2025-10-23"` |
| **查询结果** | ❌ 返回空 | ✅ 正常返回 |
| **分析任务** | ❌ 提示"未找到数据" | ✅ 正常分析 |
| **新同步数据** | ❌ 格式错误 | ✅ 格式 100% 正确 |

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### 3. 配置管理优化

#### 3.1 配置验证区分必需和推荐配置 (commits: 44ba931, 1f5c931)

**问题**：配置验证页面对所有未配置项都显示红色错误，用户体验不好。

**解决方案**：
- **必需配置**（红色错误）：MongoDB、Redis、JWT
- **推荐配置**（黄色警告）：DeepSeek、百炼、Tushare

**前端实现**:
```vue
<el-alert
  v-if="hasRequiredErrors"
  type="error"
  title="必需配置缺失"
  description="以下配置项是系统运行的必需配置，请尽快配置"
/>

<el-alert
  v-if="hasRecommendedWarnings"
  type="warning"
  title="推荐配置缺失"
  description="以下配置项是推荐配置，配置后可以使用更多功能"
/>
```

#### 3.2 API Key 配置管理统一 (commits: 77bc278, a4e0a46)

**问题**：API Key 配置来源混乱，MongoDB 和环境变量配置不一致。

**解决方案**：
- **明确配置优先级**：MongoDB > 环境变量 > 默认值
- **统一配置接口**：所有 API Key 都通过配置管理页面设置
- **环境变量回退**：MongoDB 中没有配置时，自动使用环境变量

#### 3.3 配置桥接异步事件循环冲突修复 (commits: 2433dd1)

**问题**：配置桥接中的异步事件循环冲突导致配置加载失败。

**解决方案**：
```python
# 使用 asyncio.run() 而不是 loop.run_until_complete()
try:
    result = asyncio.run(async_func())
except RuntimeError:
    # 如果已经在事件循环中，使用 await
    result = await async_func()
```

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### 4. 硅基流动（SiliconFlow）大模型支持 (commits: 123afa4)

**新增功能**：
- 添加硅基流动（SiliconFlow）作为新的 LLM 厂家
- 支持 Qwen、DeepSeek 等多个模型系列
- 提供配置测试和 API 连接验证

**配置示例**：
```env
SILICONFLOW_API_KEY=sk-xxx
SILICONFLOW_ENABLED=true
SILICONFLOW_BASE_URL=https://api.siliconflow.cn/v1
SILICONFLOW_MODEL=Qwen/Qwen2.5-7B-Instruct
```

**使用方法**：
1. 在配置管理页面添加 SiliconFlow 厂家
2. 设置 API Key 和 Base URL
3. 选择模型（如 `Qwen/Qwen2.5-7B-Instruct`）
4. 测试连接
5. 在分析任务中使用

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### 5. UI 改进

#### 5.1 移除仪表台市场快讯的"查看更多"按钮 (commits: 0947d0a)

**原因**：新闻中心页面尚未实现，"查看更多"按钮点击后无响应。

**修改**：移除按钮和相关代码，避免用户困惑。

#### 5.2 修复仪表台市场快讯显示为空的问题 (commits: a4866d2)

**问题**：仪表台市场快讯区域显示为空。

**解决方案**：
- 实现智能回退逻辑：如果最近 24 小时没有新闻，查询最近 365 天
- 添加"同步新闻"按钮，方便用户手动同步
- 显示新闻数量和同步状态

#### 5.3 修复分析报告下单后跳转到不存在页面的问题 (commits: 393d5f6)

**问题**：从分析报告页面下单后，跳转到 `/paper-trading` 路由（不存在）。

**解决方案**：
```javascript
// 修改前
router.push('/paper-trading')

// 修改后
router.push({ name: 'PaperTradingHome' })
```

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### 6. Redis 连接泄漏问题的多次修复尝试

在最终采用 WebSocket 方案之前，我们进行了多次修复尝试：

#### 6.1 修复 Redis 连接池配置 (commits: 457d2dc)
- 将硬编码的连接池大小 20 改为使用环境变量 200
- 添加 TCP keepalive 和健康检查
- **结果**：问题仍然存在

#### 6.2 限制每个用户只能有一个 SSE 连接 (commits: d26c6a2)
- 实现全局 SSE 连接管理器
- 新连接建立时，关闭旧连接
- **结果**：问题有所缓解，但未完全解决

#### 6.3 修复 PubSub 连接泄漏 (commits: 3cb655c, 0e9b07a)
- 确保 PubSub 连接在 SSE 断开时正确关闭
- 添加异常处理和资源清理
- **结果**：问题仍然存在

#### 6.4 添加 Redis 连接泄漏问题分析报告 (commits: f9e090b)
- 详细分析 PubSub 连接的特性
- 说明为什么 PubSub 连接不使用连接池
- 提出 WebSocket 替代方案

**最终结论**：SSE + Redis PubSub 架构存在固有缺陷，必须采用 WebSocket 方案。

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### 7. 新闻同步功能改进

#### 7.1 启用新闻同步定时任务 (commits: bc8ab85)
- 添加新闻同步定时任务（每天 17:00）
- 提供配置指南和使用说明

#### 7.2 修复新闻同步任务不显示在定时任务管理界面 (commits: d34e27e)
- 修改任务注册逻辑：始终添加任务到调度器
- 如果禁用，任务添加后立即暂停
- 用户可以在 UI 中看到并管理任务

#### 7.3 更新新闻同步任务配置指南 (commits: 34c11f0)
- 反映最新的修复内容
- 添加任务管理说明

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## 📊 统计数据

### 提交统计
- **总提交数**: 25 个
- **新增文件**: 5 个
- **修改文件**: 20+ 个
- **删除数据**: 82,631 条错误记录

### 代码变更
- **后端新增**: ~1,500 行（WebSocket 路由、连接管理器、文档）
- **前端新增**: ~200 行（WebSocket 客户端、自动重连）
- **配置优化**: Nginx、环境变量、Docker

### 问题修复
- ✅ Redis 连接泄漏（彻底解决）
- ✅ AKShare 数据格式错误（82,631 条）
- ✅ 配置管理混乱
- ✅ UI 导航错误
- ✅ 新闻同步任务不可见

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## 🔧 技术细节

### WebSocket vs SSE 技术对比

| 维度 | SSE | WebSocket |
|------|-----|-----------|
| **协议** | HTTP | WebSocket (基于 HTTP 升级) |
| **连接方式** | 单向（服务器→客户端）| 双向（服务器↔客户端）|
| **浏览器支持** | 广泛支持 | 广泛支持 |
| **自动重连** | 浏览器自动 | 需要手动实现 |
| **消息格式** | 文本（Event Stream）| 文本或二进制 |
| **代理支持** | 较好 | 需要特殊配置 |
| **资源消耗** | 较低 | 较低 |
| **实时性** | 较好 | 更好 |

### WebSocket 连接生命周期

```
1. 客户端发起连接
   ↓
2. HTTP 握手（101 Switching Protocols）
   ↓
3. 协议升级到 WebSocket
   ↓
4. 连接建立成功
   ↓
5. 双向通信（消息、心跳）
   ↓
6. 连接关闭（客户端或服务器主动）
   ↓
7. 自动重连（客户端）
```

### 心跳机制设计

**目的**：
- 保持连接活跃
- 检测连接是否正常
- 防止被代理服务器（如 Nginx）超时关闭

**实现**：
```python
# 后端：每 30 秒发送一次心跳
while True:
    await asyncio.sleep(30)
    await websocket.send_json({"type": "heartbeat"})
```

```typescript
// 前端：接收心跳，无需响应
socket.onmessage = (event) => {
  const message = JSON.parse(event.data)
  if (message.type === 'heartbeat') {
    // 心跳消息，无需处理
  }
}
```

**配合 Nginx 超时**：
- Nginx `proxy_read_timeout`: 3600s（1小时）
- 后端心跳间隔: 30s
- 3600s / 30s = 120 次心跳
- 确保连接不会被超时关闭

---

## 📈 影响总结

### 系统可靠性提升
- ✅ Redis 连接泄漏问题彻底解决
- ✅ 数据质量显著提升（清理 82,631 条错误数据）
- ✅ 通知系统更加稳定可靠
- ✅ 配置管理更加清晰

### 用户体验提升
- ✅ 实时通知更加及时
- ✅ 连接更加稳定，不会频繁重连
- ✅ 配置验证更加友好
- ✅ UI 导航更加准确

### 性能提升
- ✅ 不再依赖 Redis PubSub，减少 Redis 负载
- ✅ WebSocket 双向通信，延迟更低
- ✅ 连接数可控，不会无限增长

### 开发体验提升
- ✅ 详细的文档和使用指南
- ✅ 完善的监控工具
- ✅ 清晰的错误提示
- ✅ 灵活的配置管理

---

## 🎓 经验总结

### 1. 架构选择的重要性
- SSE + Redis PubSub 看似简单，但存在固有缺陷
- WebSocket 虽然需要手动实现重连，但更加可靠
- 选择架构时要考虑长期维护成本

### 2. 数据质量的重要性
- 82,631 条错误数据导致分析任务失败
- 数据格式错误会影响整个系统的可用性
- 需要定期检查和清理数据

### 3. 问题排查的方法
- 从现象到根本原因的分析过程
- 多次尝试修复，最终找到根本解决方案
- 详细的日志和监控工具至关重要

### 4. 向后兼容的必要性
- WebSocket 优先，SSE 降级
- 平滑迁移，不影响现有用户
- 保留旧功能，逐步淘汰

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## 🔮 后续计划

1. **WebSocket 功能增强**
   - 支持任务进度实时推送
   - 支持多人协作功能
   - 添加消息确认机制

2. **数据质量监控**
   - 定期检查数据格式
   - 自动清理错误数据
   - 数据质量报告

3. **性能优化**
   - WebSocket 连接池优化
   - 消息批量发送
   - 连接数限制和负载均衡

4. **监控和告警**
   - WebSocket 连接数监控
   - 消息发送失败告警
   - 连接异常告警

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**相关提交**: 
- WebSocket: 3866cf9, 65839c0, 6ea839a
- 数据修复: 36b4cf9, 60d1910
- 配置管理: 44ba931, 77bc278, 2433dd1, 1f5c931, a4e0a46
- Redis 修复: 457d2dc, d26c6a2, 3cb655c, 0e9b07a, f9e090b
- 新功能: 123afa4
- UI 改进: 0947d0a, a4866d2, 393d5f6
- 新闻同步: bc8ab85, d34e27e, 34c11f0

