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如何快速开发一个IM系统

简介: 本文将会给大家介绍如何开发一个简单的即时通讯系统(IM)。 # 为什么不简单 > 我们的站点加一个即时通讯(IM)的功能,那么我们怎么做? 在回家的路上,问了同是实习生(网络方向)的舍友这样一个问题,他回答:`“很简单,只需要在服务端保存一个list,收到一个人的message后,我转发给list中指定的另一个人就好啦”` 接着,我们讨论了一晚上下面的几个问题 1.

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本文将会给大家介绍如何开发一个简单的即时通讯系统(IM)。

为什么不简单

我们的站点加一个即时通讯(IM)的功能,那么我们怎么做?

在回家的路上,问了同是实习生(网络方向)的舍友这样一个问题,他回答:“很简单,只需要在服务端保存一个list,收到一个人的message后,我转发给list中指定的另一个人就好啦”

接着,我们讨论了一晚上下面的几个问题

  1. 对方不在线怎么办?
  2. 内存里保存list的话,人多了怎么办?
  3. 怎么查看历史记录?怎么多端同步数据?
  4. 为什么微信用户只能建立有限个群,并且群聊功能很晚才开放?为什么微信好友数是有上线的?
  5. 怎么保证消息有序、不丢失数据?
  6. 如何保证消息的时效性?
  7. 如何承担高并发流量?

最后讨论的结果是:开发一个稳定高效的IM产品是相对困难的,上面这些难题,QQ、微信等产品都遇到过。而且IM产品一旦量达到一定程度,性能、稳定性、可用性等的挑战会越来越大,开发维护都十分困难,需要不断的打磨锤炼,才能保证是一个可靠稳定的IM产品。

为什么简单

同样是一个IM的小白,在看到 tableStore产品的 timeline模型后,只花了一个下午的时间,就理解了IM和做出一个可使用的demo。

Timeline 模型是 TableStore 团队针对消息数据场景所新创的一个数据模型,它的特色在于能够满足消息数据场景对消息保序、海量消息存储、实时同步的特殊需求。目前 Timeline 模型主要能够解决以下场景的需求:

  1. IM : 如钉钉、微信

  2. Feed流:如微博、朋友圈

  3. IOT消息下推:如天猫精灵

  4. 无限Topic的队列

具体的文章可以参考:

介绍

===================================================================

接下来我们来完成这样的一个即时通讯产品的demo。正因为是一个demo,我们关注核心功能,所以在设计和其他功能上都会从简,方便大家理解和阅读。

1. 设计功能

  • 一对一私聊

  • 群聊

2. 表结构

目前版本的 timeline 只解决消息存储和同步问题,其他元数据相关的表还是需要我们自己来完成的。下面所有的表都使用tableStore 这款NoSQL分布式数据库进行存储,存储量和并发不用担心。

  1. User 表

    
    主要包含用户相关的信息。虽然大部分信息在demo中并没有使用。
    
    private String userName;  //用户名,为了简化,我们使用userName作为id,在tablestore中作为pk
    private int age;          //年龄
    private String gender;    //性别
    private String sign;      //个性签名 
  2. Group 表

    
    
    主要包括群组的信息。demo中实际上我们仅仅使用了 `groupName`
    
    private String groupName;        //群名,为了简化,我们使用groupName作为id,在tablestore中作为pk
    private String groupType;        //群标签,群类别
    private String groupDescription; //群描述 
  3. groupUser 表

主要记录了一个群中包含哪些群成员,这样当收到一条群消息就知道了同步给哪些成员。在 tablestore中这样设计。

主键(pk)
类型
groupName
String
userName
String
3. 工程结构 --------------------------------------------------------------------- 工程采用springboot做的后端框架,前端用了vue.js用来简单展示数据,具体代码附件中。 image.png 4. 核心代码逻辑 ----------------------------------------------------------------------- 工程上其实主要在使用框架(springboot、vue.js),这里就不在一一列举,下面主要介绍timeline相关的一些使用。而这些核心代码在官方的github仓库(https://github.com/aliyun/tablestore-timeline)的测试用例里也有样例代码,不仅仅有IM相关的,还有朋友圈、微博这种feed流场景的样例代码,而我作为一个使用者只需要拿过来直接用就好啦,十分方便! ### 4.1 给指定好友发送消息
 /**
 * 发送个人消息
 */
public void sendPersonalMessage(String userNameFrom, String userNameTo, IMessage message) {
    //创建发送方的timeline
    Timeline sender = new Timeline(userNameFrom, store);
    //存储消息:发送者存到自己的发件箱
    sender.store(message);
    //创建接收者的timeline
    Timeline receiver = new Timeline(userNameTo, sync);
    //同步消息:存到接收者的收件箱
    receiver.store(message);
    logger.debug("【" + userNameFrom + "】send Message to 【" + userNameTo + "】");
} 

[](https://lark.alipay.com/tablestore/timeline/vqg89g#ob2dbk)4.2 群发消息

/**
 * 发送群组消息
 */
public void sendGroupMessage(String groupName, IMessage message) {
    //获取该群组所有的人员列表
    List<String> groupMembers = userAndGroupService.listGroupMembers(groupName);
    logger.debug("Begin send Message to " + groupMembers.size() + " members");
    //存储消息:存到自己的发件箱
    Timeline sender = new Timeline(groupName, store);
    sender.store(message);
    //同步消息:给群里的所有人发一份,
    for (String user : groupMembers) {
        Timeline receiver = new Timeline(user, sync);
        receiver.store(message);
    }
    logger.debug("End send Message to " + groupMembers.size() + " members");
} 

4.3 元数据、消息内容搜索

IM产品经常需要搜索数据,其中主要包括:

  1. 用户、群的元数据搜索

  2. 历史消息内容的搜索

这些功能将会在上线 TableStore 2.0 开篇:SearchIndex 后一起发布,届时Timeline模型将原生支持强大的搜索能力,满足开发者不同的需求。

运行

大家可以尝试自己运行一下代码,很简单的几个步骤就把系统运行起来了。

1. 开通服务(免费)

tablestore有足够多的免费额度,可以做很多事情。我们去官网 https://www.aliyun.com/product/ots 开通实例,通过控制台创建一个实例

  1. endpoint :?自己的实例的网址,类似 https://xxxxxx.cn-hangzhou.ots.aliyuncs.com

  2. instanceName :自己的实例的名字,即上面网址的前缀

2. 获取AK

阿里云所有的服务几乎都是通过AccessKeyID 和AccessKeySecret来做鉴权的。我们点击用户的如下按钮,按照提示获取一个AccessKeyID 和AccessKeySecret。

image.png

3. 运行代码

  1. 下载指定分支代码

    从附件中下载源码。

  2. 在源码中编译代码

    1. linux下 ?./gradlew build ?

    2. windows下: ? gradlew.bat build

    3. 提示:网络不好时间可能会比较久,如果自己本机安装过gradle的话,也可以直接使用 gradle build 来进行编译

  3. 启动项目

    其中xxxx相关的要换成自己的阿里云实际的配置。

    java -jar build/libs/im-demo.jar  \
        --aliyun.tablestore.endpoint="xxxxx" \
        --aliyun.tablestore.AccessKeyID="xxxxx" \
        --aliyun.tablestore.AccessKeySecret="xxxxx" \
        --aliyun.tablestore.instanceName="im-demo" 
  4. 浏览器访问 http://localhost:8081/ 自己多开几个页面孤独聊天,或者将地址发给好友一起体验!

    image.png

感受

  1. tableStore提供的timeline模型,把IM的开发变得如此简单,任何人都能够简单的使用,在并发、容量、消息顺序等各种问题上都不用担心。

  2. 简单的demo开发很容易,但是一个功能完善的IM产品开发,还是需要开发人员了解Timeline如何和其他组件一起使用。Timeline仅仅是提供了IM产品的核心支持,作为一个企业级的IM产品支柱而存在。如果Timeline产品能提供补充IM产品的完整设计,那么相信更多的人会感觉IM易如反掌。

  3. Demo的细节设计上目前都是从简的,仅为了体验Timeline模型。

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