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【需求緣起】

之前的文章更多的聊了單對單的消息投遞：

《微信為什么不丟消息?》

《http如何像tcp一樣實時的收消息?》

群聊是多人社交的基本訴求，不管是QQ群，還是微信群，一個群友在群內(nèi)發(fā)了一條消息：

(1)在線的群友能***時間收到消息

(2)離線的群友能在登陸后收到消息

由于“消息風(fēng)暴擴(kuò)散系數(shù)”的存在(概念詳見《QQ狀態(tài)同步究竟是推還是拉?》)，群消息的復(fù)雜度要遠(yuǎn)高于單對單消息。群消息的實時性，可達(dá)性，離線消息是今天將要討論的核心話題。

【常見的群消息流程】

開始講群消息投遞流程之前，先介紹兩個群業(yè)務(wù)的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

群成員表：用來描述一個群里有多少成員

t_group_users(group_id, user_id)

群離線消息表：用來描述一個群成員的離線消息

t_offine_msgs(user_id, group_id, sender_id,time, msg_id, msg_detail)

業(yè)務(wù)場景舉例：

(1)一個群中有x,A,B,C,D共5個成員，成員x發(fā)了一個消息

(2)成員A與B在線，期望實時收到消息

(3)成員C與D離線，期望未來拉取到離線消息

系統(tǒng)架構(gòu)簡介：

(1)客戶端：x,A,B,C,D共5個客戶端用戶

(2)服務(wù)端

(2.1)所有模塊與服務(wù)抽象為server

(2.2)所有用戶在線狀態(tài)抽象存儲在高可用cache里

(2.3)所有數(shù)據(jù)信息，例如群成員、群離線消息抽象存儲在db里

典型群消息投遞流程，如圖步驟1-4所述：

步驟1：群消息發(fā)送者x向server發(fā)出群消息

步驟2：server去db中查詢?nèi)褐杏卸嗌儆脩?x,A,B,C,D)

步驟3：server去cache中查詢這些用戶的在線狀態(tài)

步驟4：對于群中在線的用戶A與B，群消息server進(jìn)行實時推送

步驟5：對于群中離線的用戶C與D，群消息server進(jìn)行離線存儲

典型的群離線消息拉取流程，如圖步驟1-3所述：

步驟1：離線消息拉取者C向server拉取群離線消息

步驟2：server從db中拉取離線消息并返回群用戶C

步驟3：server從db中刪除群用戶C的群離線消息

存在的問題

上述流程是最容易想，也最容易理解的，存在的問題也最顯而易見：對于同一份群消息的內(nèi)容，多個離線用戶存儲了很多份。假設(shè)群中有200個用戶離線，離線消息則冗余了200份，這極大的增加了數(shù)據(jù)庫的存儲壓力。

【群消息優(yōu)化1：減少存儲量】

為了減少離線消息的冗余度，增加一個群消息表，用來存儲所有群消息的內(nèi)容，離線消息表只存儲用戶的群離線消息msg_id，就能大大的降低數(shù)據(jù)庫的冗余存儲量

群消息表：用來存儲一個群中所有的消息內(nèi)容

t_group_msgs(group_id, sender_id, time,msg_id, msg_detail)

群離線消息表：優(yōu)化后只存儲msg_id

t_offine_msgs(user_id, group_id, msg_id)

這樣優(yōu)化后，群在線消息發(fā)送就做了一些修改：

步驟3：每次發(fā)送在線群消息之前，要先存儲群消息的內(nèi)容

步驟6：每次存儲離線消息時，只存儲msg_id，而不用為每個用戶存儲msg_detail

拉取離線消息時也做了響應(yīng)的修改：

步驟1：先拉取所有的離線消息msg_id

步驟3：再根據(jù)msg_id拉取msg_detail

步驟5：刪除離線msg_id

存在的問題

如同單對單消息的發(fā)送一樣：

(1)在線消息的投遞可能出現(xiàn)消息丟失，例如服務(wù)器重啟，路由器丟包，客戶端crash

(2)離線消息的拉取也可能出現(xiàn)消息丟失，原因同上

需要和單對單消息的可靠投遞一樣，加入應(yīng)用層的ACK，才能保證群消息一定到達(dá)。

【群消息優(yōu)化2：應(yīng)用層ACK】

應(yīng)用層ACK優(yōu)化后，群在線消息發(fā)送又發(fā)生了一些變化：

步驟3：在消息msg_detail存儲到群消息表后，不管用戶是否在線，都先將msg_id存儲到離線消息表里

步驟6：在線的用戶A和B收到群消息后，需要增加一個應(yīng)用層ACK，來標(biāo)識消息到達(dá)

步驟7：在線的用戶A和B在應(yīng)用層ACK后，將他們的離線消息msg_id刪除掉

對應(yīng)到群離線消息的拉取也一樣：

步驟1：先拉取msg_id

步驟3：再拉取msg_detail

步驟5：***應(yīng)用層ACK

步驟6：server收到應(yīng)用層ACK才能刪除離線消息表里的msg_id

存在的問題

(1)如果拉取了消息，卻沒來得及應(yīng)用層ACK，會收到重復(fù)的消息么?

回答：會，可以在客戶端去重，對于重復(fù)的msg_id，對用戶不展現(xiàn)，從而不影響用戶體驗

(2)對于離線的每一條消息，雖然只存儲了msg_id，但是每個用戶的每一條離線消息都將在數(shù)據(jù)庫中保存一條記錄，有沒有辦法減少離線消息的記錄數(shù)呢?

【群消息優(yōu)化3：離線消息表】

離線消息表的優(yōu)化

其實，對于一個群用戶，在ta登出后的離線期間內(nèi)，肯定是所有的群消息都沒有收到的，完全不用對所有的每一條離線消息存儲一個離線msg_id，而只需要存儲最近一條拉取到的離線消息的time(或者msg_id)，下次登錄時拉取在那之后的所有群消息即可，而完全沒有必要存儲每個人未拉取到的離線消息msg_id

群成員表：用來描述一個群里有多少成員，以及每個成員***一條ack的群消息的msg_id(或者time)

t_group_users(group_id, user_id, last_ack_msg_id(last_ack_msg_time))

群消息表：用來存儲一個群中所有的消息內(nèi)容，不變

t_group_msgs(group_id, sender_id, time,msg_id, msg_detail)

群離線消息表：不再需要了

離線消息表優(yōu)化后，群在線消息的投遞流程：

步驟3：在消息msg_detail存儲到群消息表后，不再需要操作離線消息表(優(yōu)化前需要將msg_id插入離線消息表)

步驟7：在線的用戶A和B在應(yīng)用層ACK后，將last_ack_msg_id更新即可(優(yōu)化前需要將msg_id從離線消息表刪除)

群離線消息的拉取流程也類似：

步驟1：拉取離線消息

步驟3：ACK離線消息

步驟4：更新last_ack_msg_id

存在的問題

由于“消息風(fēng)暴擴(kuò)散系數(shù)”的存在，假設(shè)1個群有500個用戶，“每條”群消息都會變?yōu)?00個應(yīng)用層ACK，將對服務(wù)器造成巨大的沖擊，有沒有辦法減少ACK請求量呢?

【群消息優(yōu)化4：批量ACK】

由于“消息風(fēng)暴擴(kuò)散系數(shù)”的存在，如果每條群消息都ACK，會給服務(wù)器造成巨大的沖擊，為了減少ACK請求量，很容易想到的方法是批量ACK。

批量ACK的方式又有兩種：

(1)每收到N條群消息ACK一次，這樣請求量就降低為原來的1/N了

(2)每隔時間間隔T進(jìn)行一次群消息ACK，也能達(dá)到類似的效果

新的問題

批量ACK有可能導(dǎo)致：還沒有來得及ACK群消息，用戶就退出了，這樣下次登錄會拉取到重復(fù)的離線消息

解決方案

msg_id去重，不對用戶展現(xiàn)，保證良好的用戶體驗

還可能存在的問題

群離線消息過多：拉取過慢

解決方案：分頁拉取(按需拉取),分頁拉取的細(xì)節(jié)在“微信為啥不丟離線消息”一章中有詳細(xì)敘述，此處不再展開(詳見《微信為啥不丟“離線消息”?》)。

【總結(jié)】

群消息還是非常有意思的，可達(dá)性、實時性、離線消息、消息風(fēng)暴擴(kuò)散等等等等，做個總結(jié)：

(1)不管是群在線消息，還是群離線消息，應(yīng)用層的ACK是可達(dá)性的保障

(2)群消息只存一份，不用為每個用戶存儲離線群msg_id，只需存儲一個最近ack的群消息id/time

(3)為了減少消息風(fēng)暴，可以批量ACK

(4)如果收到重復(fù)消息，需要msg_id去重，讓用戶無感知

(5)離線消息過多，可以分頁拉取(按需拉取)優(yōu)化

文章轉(zhuǎn)載自微信公眾號“架構(gòu)師之路”