如何实现IM即时通信系统（二）

设计一个性能好的id系统，业内也有不少很好的实践。比如snowflake算法，它主要是解决在有分布式部署的前提下，如何高性能的生成全局性的ID的问题。解决的主要思路就是将数据的寻址信息/机器信息编码进ID中。这样也可以通过ID来直接匹配对应的work节点进行服务。比如我们在uid中带有服务器索引信息的话，那么就可以在IM server层直接解析出服务器地址，然后通过RPC的方式进行远程调用。

最简单的方式当然是把server都存在一个列表里，然后用hash取模的方法从uid中获取对应的的服务端地址 server_id = uid % num_of_servers。当然，这种方法会带来一个很直接的问题：如果我们的IM消息也是分布式存储，那么如何对IM Storage进行扩容呢？对于这种一致性Hash的问题有一些比较复杂的解决方法，比如Google推出的JUMP Hash等。但任何一个问题都需要结合实际应用场景才能得到比较好的tradeoff方案。比如结合我们的实际客服网聊应用场景，只需要把Storage加大些就足以支撑。我个人更倾向于使用snowflake将server索引编码进入uid，即便后续扩容起来也比较容易。

对于IM系统而言，另一个考验就是消息格式的定义。这部分同样需要结合场景来定义它的通用性和扩展性。比如保障消息顺序，消息唯一性，消息篡改等等。

在实际应用中，消息结构体如下：

消息格式：12字节消息header  + 消息body

消息header: 4字节消息长度,4字节消息序列号,1字节消息类型,1字节版本号,预留2字节

消息body: 自定义JSON格式 (sender,receiver,timestamp,msgid,content)

消息序列号：msg_seq用于保持同一会话中的消息顺序

消息类型：msg_type用于标明该消息的业务含义，比如auth鉴权，cr_group创建群组等等

消息id: 为了保持消息的唯一性，msgid主要用于应用层控制，比如加载历史/离线消息列表等等

一个 基础的IM系统支持，连接鉴权->消息解析->消息存储->消息发送的流程 

IM连接鉴权流程:

定义MSG_AUTH_TOKEN消息类型

 Client连接Server时，携带该消息类型

Server此时读取Client信息，初始化连接

为该Client创建IM Route的实例，在该Route Instance上登记Client

至此，建立对应Client的消息路由通道成功

消息确认: MSG_ACK 防止消息丢失，Client告知Server确认收到消息

心跳机制: MSG_PING Client监测Server是否连接正常，可实现自动重连

消息解析流程：

从连接中读取client发送的buffer

根据消息header的定义，校验buffer中前12个字节

根据消息类型，创建消息body或者获取消息路由信息

保存该消息至IM Storage，获取msgid，进入消息发送流程

ClientA发送消息给ClientB：

将该消息MSG_IM发送到对方的IM Storage存储

将该消息包装成MSG_PUBLISH发送至IM Route，同时将该消息的msgid作为Sync_key，发送MSG_SYNC_NOTIFY至B的消息队列。（可能会产生两次消息）

IM Route检测如果B在线，IM Route转发消息给B所在的IM Server。否则发起离线推送通知给B。 ClientB据MSG_SYNC_NOTIFY接收消息：

ClientB收到MSG_SYNC_NOTIFY，根据msgid判断消息是否接受过 没有接收过（离线场景），ClientB携带上次的msgid作为sync_key发送MSG_SYNC到所在的IM Server，IM Server根据ClientB所在的IM Storage获取离线消息列表。 ClientB收到离线消息列表后，保存新的最大的msgid

群消息发送流程：

Client发出一条消息，拷贝N份到各自群成员的消息队列中（消息风暴） Server只保存一份群消息至Storage。群内各自离线Client主动遍历超级群id拉取。

ClientA发送消息到超级群中： 根据消息类型MSG_GROUP_IM交由GroupManager处理 检测该群为超级群，Server把消息保存至IM Storage，发送给群内在线用户

ClientA发送消息到群中：

根据消息类型MSG_GROUP_IM交由GroupManager处理

GroupManager根据GroupId分配GetGroupMessageDeliver，消息包装成MSG_PENDING_GROUP_MESSAGE，deliver循环处理该消息 GroupMessageDeliver临时保存群消息到本地文件（扩容停机保证消息不丢失）

将该消息MSG_GROUP_IM发送到群用户对应的IM Route中

不同于持久性的IM场景，聊天室场景就非常简单，主要因为

1，所有用户都在线 

2，消息不被存储，无离线消息，实时发送

聊天室消息处理流程：

Client进入聊天室发送MSG_ENTER_ROOM消息，Server为Client分配路由

Client订阅该聊天室的消息，接收其他在线用户的消息