基于Netty的IM即时通讯系统设计

Posted 2022-07-12 wecloud1314

假设在没有任何成型的第3方IM库或SDK的情况下，以网络编程的基础技术视野，思考和实践如何基于Netty网络库从零写一个可以聊天的IM系统的过程，没有眼花缭乱的架构设计、也没有高端大气的模式设计方法论，有的只是从IM入门者的角度的思路和实战，适合IM初学者阅读。

不知道 Netty 是什么？这里简单介绍下：

    Netty 是一个 Java 开源框架。Netty 提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。

    也就是说，Netty 是一个基于 NIO 的客户、服务器端编程框架，使用Netty 可以确保你快速和简单的开发出一个网络应用，例如实现了某种协议的客户，服务端应用。

    Netty 相当简化和流线化了网络应用的编程开发过程，例如，TCP 和 UDP 的 Socket 服务开发。

业务场景： 本次实战就是模拟微信的IM聊天，每个客户端和服务端建立连接，并且可以实现点对点通信（单聊），点对多点通信（群聊）。

设计思路： 我们要实现的是点（客户端）对点（客户端）的通讯，但是我们大部分情况下接触的业务都是客户端和服务端之间的通讯（所谓的C/S模式？），客户端只需要知道服务端的 IP 地址和端口号即可发起通讯了。那么客户端和客户端应该怎么去设计呢？

技术思考：难道是手机和手机之间建立通讯连接（所谓的P2P），互相发送消息吗？

这种方案显然不是很好的方案：

    1）首先： 客户端和客户端之间通讯，首先需要确定对方的 IP 地址和端口号，显然不是很现实；

    2）其次： 即使有办法拿到对方的 IP 地址和端口号，那么每个点（客户端）既作为服务端还得作为客户端，无形之中增加了客户端的压力。

其实：我们可以使用服务端作为IM聊天消息的中转站，由服务端主动往指定客户端推送消息。如果是这种模式的话，那么 Http 协议是无法支持的（因为Http 是无状态的，只能一请求一响应的模式），于是就只能使用 TCP 协议去实现了。

通讯流程解析如下：

    1）实现客户端和客户端之间通讯，那么需要使用服务端作为通讯的中转站，每个客户端都必须和服务端建立连接；

    2）每个客户端和服务端建立连接之后，服务端保存用户 ID 和通道的映射关系，其中用户 ID 作为客户端的唯一标识；

    3）客户端 A 往客户端 B 发送消息时，先把消息发送到服务端，再有服务端往客户端 B 进行推送。即时通讯聊天软件app开发可以加蔚可云的v：weikeyun24咨询

针对上述第“3）”点，服务端如何找到客户端 B 呢？

客户端 A 往服务端发送消息时，消息携带的信息有：“客户端 A 用户 ID”、“客户端 B 用户 ID”、“消息内容”。这样服务端就能顺利找到服务端 B 的通道并且进行推送消息了。

消息推送流程

每个客户端和服务端建立连接的时候，必须把个人用户信息上传到服务端，由服务端统一保存映射关系。如果某个客户端下线了，则服务端监听到连接断开，删除对应的映射关系。

其次：发起群聊的时候，需要传递 touser 字段，服务端根据该字段在映射表里面查找到对应的连接通道并发起消息推送。

6、IM群聊思路设计

群聊指的是一个组内多个用户之间的聊天，一个用户发到群组的消息会被组内任何一个成员接收 。

群聊通讯流程解析如下。

1）群聊其实和单聊整体上思路都是一致的，都是需要保存每个用户和通道的对应关系，方便后期通过用户 ID 去查找到对应的通道，再跟进通道推送消息。

2）如何把消息发送给多个组内的成员呢？

其实很简单，服务端再保存另外一份映射关系，那就是聊天室和成员的映射关系。发送消息时，首先根据聊天室 ID 找到对应的所有成员，然后再跟进各个成员的 ID 去查找到对应的通道，最后由每个通道进行消息的发送。

3）成员加入某个群聊组的时候，往映射表新增一条记录，如果成员退群的时候则删除对应的映射记录。