一、技術(shù)選型

有些小伙伴可能不太了解咱們分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)使用了哪些技術(shù)和框架，請(qǐng)?jiān)试S我再嘮叨下分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)的技術(shù)選型，我們主要使用的技術(shù)棧和中間件，整體如下所示。

• 開發(fā)框架：SpringBoot、SpringCloud、SpringCloud Alibaba、Dubbo。
• 緩存：Redis分布式緩存+Guava本地緩存。
• 數(shù)據(jù)庫：MySQL、TiDB、HBase。
• 流量網(wǎng)關(guān)：OpenResty+Lua。
• 業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)：SpringCloud Gateway + Sentinel（后續(xù)替換成自研網(wǎng)關(guān)）。
• 持久層框架：MyBatis、Mybatis-Plus。
• 服務(wù)配置、服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)：Nacos。
• 消息中間件：RocketMQ。
• 網(wǎng)絡(luò)通信：Netty。
• 文件存儲(chǔ)：Minio。
• 日志可視化治理：ELK。
• 容器化管理：Swarm、Portainer。
• 監(jiān)控：Prometheus、Grafana。
• 前端：Vue。
• 單元測(cè)試：Junit。
• 基準(zhǔn)測(cè)試：JMH。
• 壓力測(cè)試：JMeter。

在之前的文章中，跟大家透露過：業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)后續(xù)會(huì)計(jì)劃替換成星球的自研網(wǎng)關(guān)，這個(gè)網(wǎng)關(guān)的專欄和視頻教程即將給大家安排，值得一提的是，這個(gè)網(wǎng)關(guān)項(xiàng)目是一個(gè)能夠應(yīng)對(duì)真實(shí)超高并發(fā)場(chǎng)景的生產(chǎn)級(jí)項(xiàng)目，經(jīng)實(shí)際對(duì)比壓測(cè)，其性能甚至比某些成熟的開源項(xiàng)目還要高，關(guān)于網(wǎng)關(guān)項(xiàng)目暫時(shí)就跟大家透漏這么多，我們拭目以待，哈哈。

為了更好的理解整個(gè)分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)如何同時(shí)支持發(fā)送文本消息、表情消息、圖片消息、文件消息、語言消息和雙向視頻通話，也為了更好的理解消息在整個(gè)分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)中的流程過程，在正式演示雙向視頻通話前，我們?cè)賮砜纯丛诜植际絀M即時(shí)通訊系統(tǒng)中消息收發(fā)的流程、單聊的交互鏈路以及群聊的交互鏈路。

二、消息收發(fā)的流程

在分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)中，我們忽略掉其他一些細(xì)節(jié)信息，重點(diǎn)關(guān)注下發(fā)送消息的交互鏈路邏輯。不管是單聊還是群聊，最終都需要通過IM即時(shí)通訊服務(wù)將消息推送給用戶的終端。此時(shí)發(fā)送消息的流程如下圖所示。

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可以看到，用戶在分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)發(fā)送消息時(shí)，不管是單聊還是群聊，最終的消息都會(huì)推送到用戶登錄的終端設(shè)備上。

假設(shè)此時(shí)用戶A給用戶B發(fā)送消息，或者用戶A和用戶B在同一個(gè)群組，用戶A向群組發(fā)送消息，用戶B接收消息的主要流程如下。

（1）用戶A調(diào)用后端平臺(tái)的接口向用戶B發(fā)送消息，并且發(fā)送的消息中會(huì)帶有用戶B的ID以及終端信息。

（2）后端平臺(tái)將消息緩存起來，并且會(huì)將消息異步寫入消息庫。

（3）后端平臺(tái)從Redis中獲取用戶B連接的IM即時(shí)通訊服務(wù)的ID。

（4）后端平臺(tái)獲取到用戶B連接的IM即時(shí)通訊服務(wù)的ID后，會(huì)向RocketMQ中用戶B連接的IM即時(shí)通訊服務(wù)ID對(duì)應(yīng)的Topic發(fā)送消息。

（5）IM即時(shí)通訊服務(wù)會(huì)監(jiān)聽自身服務(wù)ID對(duì)應(yīng)的RocketMQ中Topic的消息，此時(shí)，用戶B連接的IM即時(shí)通訊服務(wù)會(huì)接收到消息。

（6）IM即時(shí)通訊服務(wù)接收到消息后，會(huì)根據(jù)用戶B的ID以及終端信息從緩存中獲取用戶B與IM即時(shí)通訊服務(wù)建立的連接，并且通過這個(gè)連接向用戶B推送消息。

要實(shí)現(xiàn)如上發(fā)送消息的流程，前提是要滿足如下條件。

（1）后端平臺(tái)滿足分布式條件，可隨時(shí)橫向擴(kuò)展。

（2）IM即時(shí)通訊服務(wù)滿足分布式條件，可隨時(shí)橫向擴(kuò)展。

（3）每個(gè)啟動(dòng)的IM即時(shí)通訊服務(wù)實(shí)例在集群中都有一個(gè)唯一的ID。

（4）每個(gè)IM即時(shí)通訊服務(wù)，都只監(jiān)聽自身ID對(duì)應(yīng)的RocketMQ中Topic的消息。

（4）用戶登錄分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)后，會(huì)與IM即時(shí)通訊服務(wù)建立長(zhǎng)連接，并且會(huì)根據(jù)用戶ID和所在的終端緩存長(zhǎng)連接，同時(shí)會(huì)根據(jù)用戶ID和所在的終端將連接的IM即時(shí)通訊服務(wù)的ID緩存到Redis。

（6）用戶發(fā)送消息時(shí)，會(huì)根據(jù)目標(biāo)用戶的ID和終端從Redis中獲取IM即時(shí)通訊服務(wù)的ID，進(jìn)而向當(dāng)前IM即時(shí)通訊服務(wù)的ID對(duì)應(yīng)的RocketMQ的Topic發(fā)送消息。

（7）對(duì)應(yīng)的IM即時(shí)通訊服務(wù)監(jiān)聽并接收到RocketMQ消息后，會(huì)根據(jù)目標(biāo)用戶的ID和終端從緩存中獲取到用戶的連接信息，向目標(biāo)用戶推送消息。

三、單聊交互鏈路

單聊就是在分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)中，一個(gè)用戶直接與另外一個(gè)用戶聊天，也就是一對(duì)一的聊天。在這種場(chǎng)景下，很有可能單聊的兩個(gè)用戶中，出現(xiàn)用戶不在線的情況。

例如，用戶A給用戶B發(fā)送消息時(shí)，用戶B可能不在線。此時(shí)，我們就需要將用戶A向用戶B發(fā)送的消息存儲(chǔ)起來。其實(shí)，在我們實(shí)現(xiàn)的分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)中，無論把用戶B是否在線，都會(huì)存儲(chǔ)消息記錄。當(dāng)用戶B登錄系統(tǒng)后，將消息同步給用戶B，如下圖所示。

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可以看到，用戶A向用戶B發(fā)送消息時(shí)，如果用戶B在線，就可以按照發(fā)送消息的交互鏈路向用戶B發(fā)送消息了。

如果用戶B不在線，此時(shí)就無法向用戶B正常推送消息。當(dāng)用戶B登錄分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)后，就會(huì)調(diào)用大后端平臺(tái)的接口拉取所有未讀消息，并通過用戶B在線流程向用戶B推送消息。

四、群聊交互鏈路

群聊就是在分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)中，多個(gè)用戶在同一個(gè)群組中進(jìn)行聊天，此時(shí)在發(fā)送消息時(shí)，我們可以通過群組ID找出群內(nèi)所有在線的用戶，將消息即時(shí)發(fā)送給在線的用戶。那些未在線的用戶就按照單聊未在線的用戶進(jìn)行處理，如下圖所示。

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可以看到，群聊的交互鏈路流程如下所示。

（1）用戶調(diào)用后端平臺(tái)的接口向群組發(fā)送消息。

（2）后端平臺(tái)將消息緩存并異步寫入消息庫。

（3）由于是向群組發(fā)送消息，群里有多個(gè)用戶，此時(shí)就會(huì)從Redis中獲取所有用戶連接的IM即時(shí)通訊服務(wù)ID列表。

（4）對(duì)用戶按照服務(wù)ID分組，將相同服務(wù)ID下的用戶分在同一個(gè)邏輯分組里，方便后續(xù)推送消息，并且會(huì)記錄未在線的用戶列表。

（5）循環(huán)向每個(gè)服務(wù)ID對(duì)應(yīng)的RocketMQ中的Topic發(fā)送消息。

（6）廣播處理未在線用戶的未讀消息ID。

（7）IM即時(shí)通訊服務(wù)會(huì)監(jiān)聽自身服務(wù)ID對(duì)應(yīng)的Topic，會(huì)隨時(shí)接收推送到自身服務(wù)的消息。

（8）當(dāng)IM即時(shí)通訊服務(wù)接收到消息后，此時(shí)用戶掉線，或者用戶不在線，向用戶推送消息就會(huì)失敗，或者未查詢到用戶與IM即時(shí)通訊服務(wù)建立的連接，就不會(huì)向用戶推送消息。

（9）當(dāng)用戶登錄分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)后，會(huì)從后端平臺(tái)拉取歷史（離線）消息，并通過用戶在線的流程，向用戶推送消息。

五、雙向視頻通話

沒錯(cuò)，再說一遍：分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)已經(jīng)上線雙向視頻通話功能，至此，已完全支持發(fā)送文本消息、表情消息、圖片消息、文件消息、語言消息和雙向視頻通話。所有的功能從需求、原型、設(shè)計(jì)、架構(gòu)、編碼，到測(cè)試、部署、運(yùn)維，冰河都為你安排的妥妥的。

5.1 原型草稿

我們先來看看分布式IM即時(shí)通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)雙向視頻通話時(shí)的原型草稿，像群組、單聊、群聊等等模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，大家可以到星球通過 專欄+視頻+小冊(cè)+源碼+答疑 的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，這里不再贅述。

在聊天框上方添加視頻呼叫的圖標(biāo)，作為視頻呼叫的入口，聊天頁面添加視頻呼叫按鈕的原型設(shè)計(jì)草稿如下圖所示。

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當(dāng)視頻呼叫撥通后，好友接受視頻呼叫時(shí)，雙方正在視頻通話的原型設(shè)計(jì)草稿如下圖所示。

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5.2 展示效果

這里，就拿幾個(gè)視頻通話的效果給大家展示下，像群組、單聊、群聊等等模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)效果，大家同樣可以到星球通過 專欄+視頻+小冊(cè)+源碼+答疑 的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，這里不再贅述。

注意：這里我是在同一臺(tái)電腦不同瀏覽器上進(jìn)行測(cè)試，由于電腦只有一個(gè)攝像頭，無法同時(shí)顯示主動(dòng)呼叫方畫面和被動(dòng)呼叫方畫面，大家可以在不同的電腦上進(jìn)行測(cè)試，由一臺(tái)電腦的用戶呼叫另一臺(tái)電腦的用戶，即可同時(shí)看到主動(dòng)呼叫方畫面和被動(dòng)呼叫方畫面。

聊天頁面添加視頻呼叫按鈕如下圖所示。

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視頻通話過程中主動(dòng)發(fā)出視頻呼叫的用戶畫面如下圖所示。

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視頻通話過程中接受視頻呼叫的用戶畫面如下圖所示。

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再說一遍，哈哈：這里我是在同一臺(tái)電腦不同瀏覽器上進(jìn)行測(cè)試，由于電腦只有一個(gè)攝像頭，無法同時(shí)顯示主動(dòng)呼叫方畫面和被動(dòng)呼叫方畫面，大家可以在不同的電腦上進(jìn)行測(cè)試，由一臺(tái)電腦的用戶呼叫另一臺(tái)電腦的用戶，即可同時(shí)看到主動(dòng)呼叫方畫面和被動(dòng)呼叫方畫面。