即时通讯开发如何构建一套移动端消息推送系统

Posted 2022-09-06 wecloud1314

消息推送作为移动端 APP 运营中的一项关键技术，已经被越来越广泛的运用。

本文追溯了推送技术的发展历史，剖析了其核心原理，并对推送服务的关键技术进行深入剖析，围绕消息推送时产生的服务不稳定性，消息丢失、延迟，接入复杂性，统计缺失等问题，提供了一整套平台级的高可用消息推送解决方案。实践中，借助于该平台，不仅能提能显著提高消息到达率，还能提高研发效率，并道出了移动开发基础设施的平台化架构思路。

消息推送基础知识

移动互联网蓬勃发展的今天，大部分手机 APP 都提供了消息推送功能，如新闻客户端的热点新闻推荐，IM 工具的聊天消息提醒，电商产品促销信息，企业应用的通知和审批流程等等。推送对于提高产品活跃度、提高功能模块使用率、提升用户粘性、提升用户留存率起到了重要作用，作为 APP 运营中一个关键的免费渠道，对消息推送的合理运用能有效促进目标的实现。

推送最早诞生于 Email 中，用于提醒新的消息，而移动互联网时代则更多的运用在了移动客户端程序。要获取服务器的数据，通常有两种方式：第一种是客户端 PULL（拉）方式，即每隔一段时间去服务器获取是否有数据；第二种是服务端 PUSH（推）方式，服务器在有数据的时候主动发给客户端。

很显然，PULL 方案优点是简单但是实时性较差，我们也可以通过提高查询频率来提高实时性，但这又会造电量、流量的消耗过高，反之 PUSH 方案基于 TCP 长连接方式实现，消息实时性好，但是由于要保持 APP 客户端和服务端的长连接心跳，也会带来额外的电量和流量消耗。因此在整体架构设计中需要折中平衡，目前主流的推送实现方式都是基于 PUSH 的方案。

移动端消息推送的三种典型实现方式

目前移动推送技术实现方式主要有以下三种：

    轮询方式（PULL）：
    客户端和服务器定期的建立连接，通过消息队列等方式来查询是否有新的消息，需要控制连接和查询的频率，频率不能过慢或过快，过慢会导致部分消息更新不及时，过快会消耗更多的资源（流量、电量等），对用户体验有较大伤害。即时通讯聊天软件app开发可以加蔚可云咨询
    短信推送方式（SMS PUSH）：
    通过短信发送推送消息，并在客户端植入短信拦截模块（主要针对 android 平台），可以实现对短信进行拦截并提取其中的内容转发给 App 应用处理，这个方案借助于运营商的短消息，能够保证最好的实时性和到达率，但此方案对于成本要求较高，开发者需要为每一条 SMS 支付费用。
    长连接方式（PUSH）：
    移动 Push 推送基于 TCP 长连接实现， 客户端主动和服务器建立 TCP 长连接之后, 客户端定期向服务器发送心跳包用于保持连接, 有消息的时候, 服务器直接通过这个已经建立好的 TCP 连接通知客户端。尽管长连接也会造成一定的开销，对于轮询和 SMS 方案的硬伤来说，目前已经是最优的方式，而且通过良好的设计，可以将损耗降至最低。不过，随着客户端数量和消息并发量的上升，对于消息服务器的性能和稳定性要求提出了非常大的考验。因此，就难度而言，此方式代价最高。

要构建真正可用的移动端推送系统还存在的问题

无论是第三方推送服务，还是自建推送服务，在实际的使用过程中，发现都存在以下问题：

    应用服务端与推送服务强耦合。当推送服务不可用时，造成整个业务系统无法推送，甚无法正常工作。
    缺乏 ACK 机制。推送的过程是异步的，从应用服务端发送到推送服务时，可以得知发送是否成功，但是从第三方推送服务下发到 APP 时，无法得知客户端是否接收到。ios 平台中，从推送服务发送到苹果 APNs 服务时，同样无法确定 APNs 是否收到。同时，第三方推送服务通常使用共享的推送通道，受其他推送方的影响，可能造成消息的延迟和丢失。
    服务会被杀死。尤其在 Android 平台上，后台推送 service 会被各种主动或者被动原因 kill 掉，导致消息丢失。
    缺乏消息的持久化。对于推送服务而言，消息推送是来一条推一条，无法追溯历史消息和消息状态。
    缺乏重传机制。整个推送过程涉及多个环节，当其中某个环节出现问题，造成客户端接收不到推送的消息时，就导致消息丢失，再无法接收到。
    客户端接入逻辑复杂。每接入一个新的 APP，都要进行重复的接入工作，接入逻辑完全一致，代码无法复用，需要在不同项目中拷贝。
    客户端与推送服务的 SDK 强耦合。客户端使用推送服务的接口，而各推送服务提供的接口不统一，如果需要替换推送服务，那么接入部分代码需完全重写。
    缺乏数据监控和统计。每个应用每天推送了多少消息，成功到达 app 多少，失败多少，目前均没有统计。