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如何快速开发一个IM系统

寻剑 云栖社区 2019-03-29

摘要: 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)。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。


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:


  • TableStore Timeline:轻松构建千万级IM和Feed流系统

    资源链接:

    https://yq.aliyun.com/articles/319138


  • TableStore数据模型 - WideColumn和Timeline

    资源链接:

    https://yq.aliyun.com/articles/620989


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。



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



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。



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。



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



4.2 群发消息



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。



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

    linux下  ./gradlew build  

    windows下:   gradlew.bat build

    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。



   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!



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。



end

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