前言

FEIIM一款面向開發(fā)者的?IM(即時通訊)系統(tǒng)；同時提供了一些組件幫助開發(fā)者構(gòu)建一款屬于自己可水平擴展的?IM?。（尾部下載完整版PHP即時通訊源碼）

借助?FEIIM?你可以實現(xiàn)以下需求：

• IM?即時通訊系統(tǒng)。
• 適用于?APP?的消息推送中間件。
• IOT?海量連接場景中的消息透傳中間件。

演示

本次主要涉及到 IM 即時通訊，所以特地截了很多演示圖。

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架構(gòu)設(shè)計

下面來看看具體的架構(gòu)設(shè)計。

• FEIIM?中的各個組件均采用?SpringBoot?構(gòu)建。
• 采用?Netty + Google Protocol Buffer?構(gòu)建底層通信。
• Redis?存放各個客戶端的路由信息、賬號信息、在線狀態(tài)等。
• Zookeeper?用于?IM-server?服務(wù)的注冊與發(fā)現(xiàn)。

整體主要由以下模塊組成：

cim-server

IM?服務(wù)端；用于接收?client?連接、消息透傳、消息推送等功能。

支持集群部署。

cim-forward-route

消息路由服務(wù)器；用于處理消息路由、消息轉(zhuǎn)發(fā)、用戶登錄、用戶下線以及一些運營工具（獲取在線用戶數(shù)等）。

cim-client

IM?客戶端；給用戶使用的消息終端，一個命令即可啟動并向其他人發(fā)起通訊（群聊、私聊）；同時內(nèi)置了一些常用命令方便使用。

流程圖

整體的流程也比較簡單，流程圖如下：

• 客戶端向?route?發(fā)起登錄。
• 登錄成功從?Zookeeper?中選擇可用?IM-server?返回給客戶端，并保存登錄、路由信息到?Redis。
• 客戶端向?IM-server?發(fā)起長連接，成功后保持心跳。
• 客戶端下線時通過?route?清除狀態(tài)信息。

所以當我們自己部署時需要以下步驟：

• 搭建基礎(chǔ)中間件?Redis、Zookeeper。
• 部署?cim-server，這是真正的 IM 服務(wù)器，為了滿足性能需求所以支持水平擴展，只需要注冊到同一個?Zookeeper?即可。
• 部署?cim-forward-route，這是路由服務(wù)器，所有的消息都需要經(jīng)過它。由于它是無狀態(tài)的，所以也可以利用?Nginx?代理提高可用性。
• cim-client?真正面向用戶的客戶端；啟動之后會自動連接 IM 服務(wù)器便可以在控制臺收發(fā)消息了。

更多使用介紹可以參考快速啟動。

詳細設(shè)計

接下來重點看看具體的實現(xiàn)，比如群聊、私聊消息如何流轉(zhuǎn)；IM 服務(wù)端負載均衡；服務(wù)如何注冊發(fā)現(xiàn)等等。

IM 服務(wù)端

先來看看服務(wù)端；主要是實現(xiàn)客戶端上下線、消息下發(fā)等功能。

首先是服務(wù)啟動：

由于是在?SpringBoot?中搭建的，所以在應(yīng)用啟動時需要啟動?Netty?服務(wù)。

從?pipline?中可以看出使用了?Protobuf?的編解碼（具體報文在客戶端中分析）。

注冊發(fā)現(xiàn)

需要滿足?IM?服務(wù)端的水平擴展需求，所以?cim-server?是需要將自身數(shù)據(jù)發(fā)布到注冊中心的。

這里參考之前分享的《搞定服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)》有具體介紹。

所以在應(yīng)用啟動成功后需要將自身數(shù)據(jù)注冊到?Zookeeper?中。

最主要的目的就是將當前應(yīng)用的?ip + cim-server-port+ http-port?注冊上去。

上圖是我在演示環(huán)境中注冊的兩個?cim-server?實例（由于在一臺服務(wù)器，所以只是端口不同）。

這樣在客戶端（監(jiān)聽這個?Zookeeper?節(jié)點）就能實時的知道目前可用的服務(wù)信息。

登錄

當客戶端請求?cim-forward-route?中的登錄接口（詳見下文）做完業(yè)務(wù)驗證（就相當于日常登錄其他網(wǎng)站一樣）之后，客戶端會向服務(wù)端發(fā)起一個長連接，如之前的流程所示：

這時客戶端會發(fā)送一個特殊報文，表明當前是登錄信息。

服務(wù)端收到后就需要將該客戶端的?userID?和當前?Channel?通道關(guān)系保存起來。

同時也緩存了用戶的信息，也就是?userID?和 用戶名。

離線

當客戶端斷線后也需要將剛才緩存的信息清除掉。

同時也需要調(diào)用?route?接口清除相關(guān)信息（具體接口看下文）。

IM 路由

從架構(gòu)圖中可以看出，路由層是非常重要的一環(huán)；它提供了一系列的?HTTP?服務(wù)承接了客戶端和服務(wù)端。

目前主要是以下幾個接口。

注冊接口

由于每一個客戶端都是需要登錄才能使用的，所以第一步自然是注冊。

這里就設(shè)計的比較簡單，直接利用?Redis?來存儲用戶信息；用戶信息也只有?ID?和?userName?而已。

只是為了方便查詢在?Redis?中的?KV?又反過來存儲了一份?VK，這樣?ID?和?userName?都必須唯一。

登錄接口

這里的登錄和?cim-server?中的登錄不一樣，具有業(yè)務(wù)性質(zhì)，

• 登錄成功之后需要判斷是否是重復登錄（一個用戶只能運行一個客戶端）。
• 登錄成功后需要從?Zookeeper?中獲取服務(wù)列表（cim-server）并根據(jù)某種算法選擇一臺服務(wù)返回給客戶端。
• 登錄成功之后還需要保存路由信息，也就是當前用戶分配的服務(wù)實例保存到?Redis?中。

為了實現(xiàn)只能一個用戶登錄，使用了?Redis?中的?set?來保存登錄信息；利用?userID?作為?key?，重復的登錄就會寫入失敗。

類似于 Java 中的 HashSet，只能去重保存。

獲取一臺可用的路由實例也比較簡單：

• 先從?Zookeeper?獲取所有的服務(wù)實例做一個內(nèi)部緩存。
• 輪詢選擇一臺服務(wù)器（目前只有這一種算法，后續(xù)會新增）。

當然要獲取?Zookeeper?中的服務(wù)實例前自然是需要監(jiān)聽?cim-server?之前注冊上去的那個節(jié)點。

具體代碼如下：

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也是在應(yīng)用啟動之后監(jiān)聽?Zookeeper?中的路由節(jié)點，一旦發(fā)生變化就會更新內(nèi)部緩存。

這里使用的是 Guava 的 cache，它基于?ConcurrentHashMap，所以可以保證清除、新增緩存的原子性。

群聊接口

這是一個真正發(fā)消息的接口，實現(xiàn)的效果就是其中一個客戶端發(fā)消息，其余所有客戶端都能收到！

流程肯定是客戶端發(fā)送一條消息到服務(wù)端，服務(wù)端收到后在上文介紹的?SessionSocketHolder?中遍歷所有?Channel（通道）然后下發(fā)消息即可。

服務(wù)端是單機倒也可以，但現(xiàn)在是集群設(shè)計。所以所有的客戶端會根據(jù)之前的輪詢算法分配到不同的?cim-server?實例中。

因此就需要路由層來發(fā)揮作用了。

路由接口收到消息后首先遍歷出所有的客戶端和服務(wù)實例的關(guān)系。

路由關(guān)系在?Redis?中的存放如下：

由于?Redis?單線程的特質(zhì)，當數(shù)據(jù)量大時；一旦使用 keys 匹配所有?cim-route:*?數(shù)據(jù)，會導致 Redis 不能處理其他請求。

所以這里改為使用 scan 命令來遍歷所有的?cim-route:*。

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接著會挨個調(diào)用每個客戶端所在的服務(wù)端的?HTTP?接口用于推送消息。

在?cim-server?中的實現(xiàn)如下：

cim-server?收到消息后會在內(nèi)部緩存中查詢該 userID 的通道，接著只需要發(fā)消息即可。

在線用戶接口

這是一個輔助接口，可以查詢出當前在線用戶信息。

實現(xiàn)也很簡單，也就是查詢之前保存 ”用戶登錄狀態(tài)的那個去重?set?“即可。

私聊接口

之所以說獲取在線用戶是一個輔助接口，其實就是用于輔助私聊使用的。

一般我們使用私聊的前提肯定得知道當前哪些用戶在線，接著你才會知道你要和誰進行私聊。

類似于這樣：

在我們這個場景中，私聊的前提就是需要獲得在線用戶的?userID。

所以私聊接口在收到消息后需要查詢到接收者所在的?cim-server?實例信息，后續(xù)的步驟就和群聊一致了。調(diào)用接收者所在實例的?HTTP?接口下發(fā)信息。

只是群聊是遍歷所有的在線用戶，私聊只發(fā)送一個的區(qū)別。

下線接口

一旦客戶端下線，我們就需要將之前存放在?Redis?中的一些信息刪除掉（路由信息、登錄狀態(tài)）。

IM 客戶端

客戶端中的一些邏輯其實在上文已經(jīng)談到一些了。

登錄

第一步也就是登錄，需要在啟動時調(diào)用?route?的登錄接口，獲得?cim-server?信息再創(chuàng)建連接。

登錄過程中?route?接口會判斷是否為重復登錄，重復登錄則會直接退出程序。

接下來是利用?route?接口返回的?cim-server?實例信息（ip+port）創(chuàng)建連接。

最后一步就是發(fā)送一個登錄標志的信息到服務(wù)端，讓它保持客戶端和?Channel?的關(guān)系。

自定義協(xié)議

上文提到的一些登錄報文、真正的消息報文這些其實都是在我們自定義協(xié)議中可以區(qū)別出來的。

由于是使用?Google Protocol Buffer?編解碼，所以先看看原始格式。

其實這個協(xié)議中目前一共就三個字段：

• requestId?可以理解為?userId。
• reqMsg?就是真正的消息。
• type?也就是上文提到的消息類別。

目前主要是三種類型，分別對應(yīng)不同的業(yè)務(wù)：

心跳

為了保持客戶端和服務(wù)端的連接，每隔一段時間沒有發(fā)送消息都需要自動的發(fā)送心跳。

目前的策略是每隔一分鐘就是發(fā)送一個心跳包到服務(wù)端：

這樣服務(wù)端每隔一分鐘沒有收到業(yè)務(wù)消息時就會收到?ping?的心跳包：

內(nèi)置命令

客戶端也內(nèi)置了一些基本命令來方便使用。

命令描述

:q	退出客戶端
:olu	獲取所有在線用戶信息
:all	獲取所有命令
:	更多命令正在開發(fā)中。。

比如輸入?:q?就會退出客戶端，同時會關(guān)閉一些系統(tǒng)資源。

當輸入?:olu(onlineUser?的簡寫)就會去調(diào)用?route?的獲取所有在線用戶接口。

群聊

群聊的使用非常簡單，只需要在控制臺輸入消息回車即可。

這時會去調(diào)用?route?的群聊接口。

私聊

私聊也是同理，但前提是需要觸發(fā)關(guān)鍵字；使用?userId;;消息內(nèi)容?這樣的格式才會給某個用戶發(fā)送消息，所以一般都需要先使用?:olu?命令獲取所以在線用戶才方便使用。

消息回調(diào)

為了滿足一些定制需求，比如消息需要保存之類的。

所以在客戶端收到消息之后會回調(diào)一個接口，在這個接口中可以自定義實現(xiàn)。

因此先創(chuàng)建了一個?caller?的?bean，這個?bean?中包含了一個?CustomMsgHandleListener?接口，需要自行處理只需要實現(xiàn)此接口即可。

自定義界面

由于我自己不怎么會寫界面，但保不準有其他大牛會寫。所以客戶端中的群聊、私聊、獲取在線用戶、消息回調(diào)等業(yè)務(wù)(以及之后的業(yè)務(wù))都是以接口形式提供。

也方便后面做頁面集成，只需要調(diào)這些接口就行了；具體實現(xiàn)不用怎么關(guān)心。

源碼打包

源碼以本文演示圖片為準。

下載地址：https://yfi.lanzouj.com/iMJVn06qfq8h

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的im即时通讯源码+软件+app附详细封装视频搭建教程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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