本文在编写时参考了博客作者“鹿呦呦”和在线课程“即时消息技术剖析与实战”的相关资料,一并表示感谢。
IM系统看似简单(没错,很多土老板认为开发个qq和微信也就是几万块钱的事... ),实责是众多技术的应用合体,包括网络编程、移动开发、后端开发、高并发、高可用、高安全等技术范畴,再加上多端使用不同的编程语言,想要凑齐一个典型的IM产品技术栈那也不是个容易事。
而对于IM开发入门者来说,想要在众多的IM技术术语和概念中找到学习的方向和需要的资料,那也是件很让人抓狂的事。如果看到不该看的技术深水区文章,直接从入门到放弃——被活活吓退,那也是相当悲剧的。
本系列文章将尽量从理论概念入手,通俗易懂的梳理IM中的基础技术概念和热门技术点,希望能帮你理清看似一团乱麻的IM知识体系,助你找到清晰的IM技术学习方向,来日工资翻倍、迎娶白富美也未必不可能!
友情提示:本系列文章侧重于理论概念的讲述,篇幅有限,点到即止,如需系统、深入、具体地学习IM技术的方方面面,请从此文入手:《新手入门一篇就够:从零开发移动端IM》(史诗级文章,适合从入门到放弃)。
《IM开发快速入门(一):什么是IM系统?》(* 本文) 《IM开发快速入门(二):什么是IM系统的实时性? (稍后发布)》 《IM开发快速入门(三):什么是IM系统的可靠性? (稍后发布)》 《IM开发快速入门(四):什么是IM系统的一致性? (稍后发布)》 《IM开发快速入门(五):什么是IM系统的安全性? (稍后发布)》 《IM开发快速入门(六):什么是IM系统的的心跳机制? (稍后发布)》 《IM开发快速入门(七):如何理解并实现IM系统消息未读数? (稍后发布)》 《IM开发快速入门(八):如何理解并实现IM系统的多端消息漫游? (稍后发布)》
本文将带你快速了解一个主流IM系统的应用场景、典型架构、技术特点和功能组成,帮你快速建立对IM系统的主观认知。
如果你不想从技术的角度理解IM原理,可以尝试阅读此文:《知识科普:IM聊天应用是如何将消息发送给对方的?(非技术篇)》。
本文已收入即时通讯网的入门纲领性文章《新手入门一篇就够:从零开发移动端IM》。
本文已同步发布于“即时通讯技术圈”公众号。
IM其实并不局限于聊天、社交这类“典型”应用中,实际上它已经广泛运用于我们身边形形色色的软件中。
聊天、直播、在线客服、物联网等所有需要实时互动、高实时性的场景等等,都需要应用到 IM 技术。
下面这些场景是我们大家都熟悉的,都用到了IM技术:
一个典型的IM架构类似于下图这样:
(本图引用自《即时消息技术剖析与实战》学习笔记1——IM系统的架构》一文)
如上图所示,IM架构中的各分层职责如下:
尤其对于“接入层”,它的职责最为关键,具体是:
以下文章适合IM架构设计入门,有兴趣可以读一读:
IM技术的特点主要就是以下4点:
▶ 1)实时性:
对于IM系统,“实时”二字是精髓,也是这项技术存在关键意义所在。它保证的是消息的实时触达。
举个例子:如果跟你的好友微信或qq聊天,我发的消息他不能即时收到,或者他发的信息你也不知道什么时候能收到,这基本上也就没法聊下去了(干吗不痛快打个电话呢)。
▶ 2)可靠性:
保证消息的不丢失和不重复,是IM系统的另一个关键技术特点。试想,当你在用qq或微信跟女朋友聊天,好不容易鼓起勇气向“她”表白,结果这消息要是丢包了,那肯定得卸载应用了,搞不好砸手机都有可能。当然,好话不说二遍,消息重复也同样恼人。
以下文章对消息的不丢/不重问题进行了深入探讨,有兴趣可以详读:
▶ 3)一致性:
对于单聊消息而言,保证同一个设备的时间顺序、不同设备的漫游同步,也是相当重要的一环。
IM系统中的消息交互,就到底就是人跟人在“说话”,前言不搭理后言、或者胡言乱语式的消息展现,那不是人疯了就是程序疯了,总之就是没法再聊下去了。
以下文章对消息时序问题进行了深入探讨,有兴趣可以详读:
▶ 4)安全性:
保证数据传输安全、数据存储安全、消息内容安全,也是IM系统必不可少的特性。尤其在私聊场景下,如果不能做到安全性,聊天的体验跟被人偷窥的感觉是没有区别的。
以下文章对IM的安全问题进行了深入探讨,有兴趣可以详读:
浅显的角度讲,一个典型的IM功能组成,无非就是以下5样:
我们一样一样来说说各自的用途。
▶ 1)联系人列表:
这个很好理解,使用IM系统的第一步,就是要解决“跟谁聊”的问题。从功能表象上来说,联系人列表也就是社交关系列表,无非就是个信息列表界面,有什么特殊的地方?
联系人列表看似简单,实际上它是一系列IM系统的社交关系确立动作的结果体现。
要想建立联系人列表,你可能需要实现以下逻辑:
总的来说,联系人列表的建立,是一个IM系统聊天关系确立的表现,不可或缺。
▶ 2)聊天界面:
聊天界面看似很平常,实际它就是IM系统客户端的核心功能所在,所有主要的IM功能都是通过它展现。
它应该具备的能力有:
以上只是简单罗列,这看似简单的聊天界面,能把上面列表的事情做好,工作量也不小吧。
▶ 3)消息发送通道:
下图是一个典型的IM消息收发通道示意:
如上图所示,消息发送通道这个比较好懂,最浅显易懂的理解就是用tcp或udp,建立socket长连接,需要发消息的时候,wirte一下就过去了,好简单!
但,事情往往不是想象的这么简单:
这么一说,事情还挺多(那不废话吗。。。)。
▶ 4)消息接收通道:
正如上节中的消息收发通道示意图所示,消息接收通道也很好理解,对方通过消息发送通道write的消息,我得收到并显示啊。
要实现一个可靠的消息接收通道,也并非易事:
▶ 5)消息存储:
消息存储这个功能好理解,聊天的消息如果存储,下次再聊的时候就不知道之前聊过什么,做不到这一点,这个IM系统的聊天体验好不起来。
那么,哪些情况下需要进行消息存储呢:
具体要存储的内容和时机也就上面这几样。
但技术落到实处,要做的事情同样少不了:
这么多需要考虑的内容,也挺让人抓狂。
下图是一个IM系统的典型存储架构设计,了解一下:
(本图引用自《现代IM系统中聊天消息的同步和存储方案探讨》一文)
存储是IM系统的基石,以下文章可以深入阅读:
▶ 6)消息未读数:
消息未读数?看起来也就是那个所有IM应用都有的未读小红点嘛。是的,看起来也好简单!
然而,消息未读数功能的实现也一样不简单:
是的,看起来就这么简简单单的3件事,但深入思考一下,还真的简单不起来。
IM系统的应用场景已经不单单是IM聊天应用这一种形态,它已经融入到互联网应用的方方面面,必竟谁都想自已的应用具备“实时”交互这种能力,因为体验太好了。
IM系统典型架构无非就是网络接入层、业务逻辑层、数据存储层,除开网络接入层,其它各层其实跟普通的应用系统看起来差别并不是太大。
IM系统的技术特点来说,就是实时性、可靠性、一致性、安全性,除了实时性对于多数应用来说并不关心,其它的指标也很好理解。
IM系统的功能组成上,联系人列表用于数据模型的建立、聊天界面承载了IM系统的终端展现、消息的收发通道用于实现“实时”这个特性、存储和未读数看似不是必须但用户体验上确必不可少。(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-3065-1-1.html)
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