教你轻松开发一个Andriod版即时通讯

Posted 2022-09-16 wecloud1314

本文适合没有任何即时通讯（IM）开发经验的小白开发者阅读，文章将教你从零开始，围绕一个典型即时通讯（IM）系统的方方面面，手把手为你展示如何基于Netty+TCP+Protobuf来开发出这样的系统。非常适合从零入门的android开发者。

 

为什么使用TCP？

这里需要简单解释一下，TCP/UDP的区别，简单地总结一下。

优点：

    1）TCP：优点体现在稳定、可靠上，在传输数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完之后，还会断开连接用来节约系统资源。
    2）UDP：优点体现在快，比TCP稍安全，UDP没有TCP拥有的各种机制，是一个无状态的传输协议，所以传递数据非常快，没有TCP的这些机制，被攻击利用的机制就少一些，但是也无法避免被攻击。

缺点：

    1）TCP：缺点就是慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击，TCP在传递数据之前要先建立连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞机制等都会消耗大量时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接。
    2）UDP：缺点就是不可靠，不稳定，因为没有TCP的那些机制，UDP在传输数据时，如果网络质量不好，就会很容易丢包，造成数据的缺失。

适用场景：

    1）TCP：当对网络通讯质量有要求时，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议， POP、SMTP等邮件传输的协议。
    2）UDP：对网络通讯质量要求不高时，要求网络通讯速度要快的场景。即时通讯聊天软件app开发可以加蔚可云的v：weikeyun24咨询

 

为什么使用Protobuf？

对于App网络传输协议，我们比较常见的、可选的，有三种，分别是json/xml/protobuf，老规矩，我们先分别来看看这三种格式的优缺点。

优点：

    1）json：优点就是较XML格式更加小巧，传输效率较xml提高了很多，可读性还不错。
    2）xml：优点就是可读性强，解析方便。
    3）protobuf：优点就是传输效率快（据说在数据量大的时候，传输效率比xml和json快10-20倍），序列化后体积相比Json和XML很小，支持跨平台多语言，消息格式升级和兼容性还不错，序列化反序列化速度很快。

缺点：

    1）json：缺点就是传输效率也不是特别高（比xml快，但比protobuf要慢很多）。
    2）xml：缺点就是效率不高，资源消耗过大。
    3）protobuf：缺点就是使用不太方便。

在一个需要大量的数据传输的场景中，如果数据量很大，那么选择protobuf可以明显的减少数据量，减少网络IO，从而减少网络传输所消耗的时间。考虑到作为一个主打社交的产品，消息数据量会非常大，同时为了节约流量，所以采用protobuf是一个不错的选择。

为什么使用Netty？

首先，我们来了解一下，Netty到底是个什么东西。网络上找到的介绍：Netty是由JBOSS提供的基于Java NIO的开源框架，Netty提供异步非阻塞、事件驱动、高性能、高可靠、高可定制性的网络应用程序和工具，可用于开发服务端和客户端。

为什么不用Java BIO？

    1）一连接一线程：由于线程数是有限的，所以这样非常消耗资源，最终也导致它不能承受高并发连接的需求。
    2）性能低：因为频繁的进行上下文切换，导致CUP利用率低。
    3）可靠性差：由于所有的IO操作都是同步的，即使是业务线程也如此，所以业务线程的IO操作也有可能被阻塞，这将导致系统过分依赖网络的实时情况和外部组件的处理能力，可靠性大大降低。

为什么不用Java NIO？

    1）NIO的类库和API相当复杂，使用它来开发，需要非常熟练地掌握Selector、ByteBuffer、ServerSocketChannel、SocketChannel等。
    2）需要很多额外的编程技能来辅助使用NIO,例如，因为NIO涉及了Reactor线程模型，所以必须必须对多线程和网络编程非常熟悉才能写出高质量的NIO程序。
    3）想要有高可靠性，工作量和难度都非常的大，因为服务端需要面临客户端频繁的接入和断开、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络阻塞的问题，这些将严重影响我们的可靠性，而使用原生NIO解决它们的难度相当大。
    4）JDK NIO中著名的BUG--epoll空轮询，当select返回0时，会导致Selector空轮询而导致CUP100%，官方表示JDK1.6之后修复了这个问题，其实只是发生的概率降低了，没有根本上解决。

为什么用Netty？

    1）API使用简单，更容易上手，开发门槛低；
    2）功能强大，预置了多种编解码功能，支持多种主流协议；
    3）定制能力高，可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活地拓展；
    4）高性能，与目前多种NIO主流框架相比，Netty综合性能最高；
    5）高稳定性，解决了JDK NIO的BUG；
    6）经历了大规模的商业应用考验，质量和可靠性都有很好的验证。