如何快速开发一个IM系统

如何快速开发一个IM系统本文将会给大家介绍如何开发一个简单的即时通讯系统。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,、微信等产品都遇到

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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,、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:

  • TableStore Timeline:轻松构建千万级IM和Feed流系统
  • TableStore数据模型 – WideColumn和Timeline

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groupNameStringuserNameString

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。

如何快速开发一个IM系统

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 + “】”);

}

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的SearchIndex功能后一起发布,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。

如何快速开发一个IM系统

3. 运行代码

  1. 下载指定分支代码
  2. 从附件中下载源码。
  3. 在源码中编译代码
  4. linux下 ./gradlew build
  5. windows下: gradlew.bat build
  6. 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
  7. 启动项目
  8. 其中xxxx相关的要换成自己的阿里云实际的配置。
  9. java -jar build/libs/im-demo.jar \
  10. –aliyun.tablestore.endpoint=”xxxxx” \
  11. –aliyun.tablestore.AccessKeyID=”xxxxx” \
  12. –aliyun.tablestore.AccessKeySecret=”xxxxx” \
  13. –aliyun.tablestore.instanceName=”xxxxx”
  14. 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!
如何快速开发一个IM系统

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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