該文基于開源項(xiàng)目分析慕淡，總結(jié)了IM相關(guān)的一些知識點(diǎn)品洛，如何實(shí)現(xiàn)叭莫，以及針對客服業(yè)務(wù)需要補(bǔ)充的幾個(gè)點(diǎn)肯夏。
開源系統(tǒng)使用netty+websocket/socket搭建IM系統(tǒng)经宏，前端實(shí)現(xiàn)了jsp和layui，服務(wù)端內(nèi)容較完整驯击，前端可根據(jù)自己實(shí)際情況搭建烁兰。
感謝開源項(xiàng)目的貢獻(xiàn)。地址：
https://gitee.com/qiqiim/qiqiim-server

IM服務(wù)

1.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

傳輸層

tcp

面向連接的徊都、可靠的沪斟、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，keepalive 機(jī)制暇矫、ack機(jī)制保障連接和消息的可靠性币喧。

應(yīng)用層

websocket

在TCP連接上進(jìn)行全雙工通信的協(xié)議轨域，允許服務(wù)端主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù)。適用于IM即時(shí)通訊杀餐。

http

短連接干发，業(yè)務(wù)操作類接口。

2.數(shù)據(jù)傳輸格式

protobuf史翘，適用于高并發(fā)場景下的消息傳輸

使用場景：
用戶A發(fā)送消息時(shí)枉长，前端通過protobuf序列化消息，將其send到服務(wù)端琼讽，服務(wù)端接收到后反序列化消息必峰，處理完成后再次序列化消息，發(fā)送給客服B钻蹬，接收到消息時(shí)同樣也要反序列化消息展示吼蚁。

ps:客服聊天系統(tǒng)中用到的消息類型為綁定、心跳问欠、普通消息肝匆，不同場景下發(fā)送的消息類型不同。

項(xiàng)目中用到的消息格式：
消息包 Message.proto顺献，其中content為下面的消息內(nèi)容：

syntax = "proto3";
package com.black.services.customerIm.common.model.proto;
option java_outer_classname="MessageProto";
message Model {
     string version = 1;//接口版本號
     string deviceId = 2;//設(shè)備uuid
     uint32 cmd = 3;//請求接口命令字  1綁定  2心跳  3上線  4下線 5消息
     string sender = 4;//發(fā)送人
     string receiver = 5;//接收人
     string groupId =6;//用戶組編號（暫時(shí)可忽略）
     uint32 msgtype = 7;//請求1旗国，應(yīng)答2，通知3注整，響應(yīng)4  format
     uint32 flag = 8;//1 rsa加密 2aes加密
     string platform = 9;//mobile-ios mobile-android pc-windows pc-mac
     string platformVersion = 10;//客戶端版本號
     string token = 11;//客戶端憑證
     string appKey = 12;//客戶端key
     string timeStamp = 13;//時(shí)間戳
     string sign = 14;//簽名
     bytes content = 15;//請求數(shù)據(jù)
}

消息內(nèi)容 MessageBody.proto：

syntax = "proto3";
package com.black.services.customerIm.common.model.proto;
option java_outer_classname="MessageBodyProto";
 
message MessageBody {
    string title = 1; //標(biāo)題
    string content = 2;//內(nèi)容
    string time = 3;//發(fā)送時(shí)間
    uint32 type = 4;//0 文字   1 文件
    string extend = 5;//擴(kuò)展字段
}

開發(fā)可以自定義proto格式（上面.proto那種格式）能曾，然后通過protoc命令生成對應(yīng)的java文件，protoc安裝方式：http://google.github.io/proto-lens/installing-protoc.html

前端js庫：https://github.com/protocolbuffers/protobuf/tree/master/js

3.連接可靠性

實(shí)現(xiàn)心跳敝坠欤活

websocket受到nginx缺省為60秒的proxy_read_timeout的影響寿冕，超過時(shí)間沒有發(fā)送任何消息，連接會自動(dòng)斷開椒袍。

解決辦法：服務(wù)端在連接沒有消息傳輸后驼唱，到達(dá)一定時(shí)間后發(fā)送心跳包，客戶端收到心跳包回一個(gè)響應(yīng)包槐沼，如果心跳發(fā)送一定時(shí)間后還未收到響應(yīng)曙蒸，則關(guān)閉連接捌治。

netty使用IdleStateHandler處理岗钩，設(shè)置readIdleTime（讀超時(shí)時(shí)間）和writeIdleTime（寫超時(shí)時(shí)間），當(dāng)讀超時(shí)觸發(fā)后發(fā)送心跳包到客戶端（瀏覽器）肖油，客戶端（瀏覽器）收到心跳包后回復(fù)一個(gè)心跳回應(yīng)包（需要前端監(jiān)聽類型為心跳包的消息兼吓，收到后發(fā)送心跳回應(yīng)）；如果服務(wù)端心跳請求發(fā)出后一定時(shí)間內(nèi)未收到回復(fù)森枪，可斷開連接视搏。

服務(wù)端超時(shí)觸發(fā)的代碼：

/**
 * 超時(shí)觸發(fā)此方法
 *
 * @param ctx
 * @param o
 * @throws Exception
 */
@Override
public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object o) throws Exception {
    // 服務(wù)端發(fā)個(gè)心跳包审孽，客戶端要回一個(gè)才行（需要前端實(shí)現(xiàn)）
    if (o instanceof IdleStateEvent && ((IdleStateEvent) o).state().equals(IdleState.WRITER_IDLE)) {
        if (StringUtils.isNotEmpty(sessionId)) {
            MessageProto.Model.Builder builder = MessageProto.Model.newBuilder();
            builder.setCmd(NettyConstants.CmdType.HEARTBEAT);//心跳包
            builder.setMsgtype(NettyConstants.ProtobufType.SEND);
            ctx.channel().writeAndFlush(builder);
        }
    }
    //如果心跳請求發(fā)出70秒內(nèi)沒收到響應(yīng)，則關(guān)閉連接
    if (o instanceof IdleStateEvent && ((IdleStateEvent) o).state().equals(IdleState.READER_IDLE)) {
        //服務(wù)端收到上一次的心跳響應(yīng)后會設(shè)置這個(gè)響應(yīng)時(shí)間
        Long lastTime = (Long) ctx.channel().attr(NettyConstants.SessionConfig.SERVER_SESSION_HEARBEAT).get();
        if (lastTime == null || ((System.currentTimeMillis() - lastTime) / 1000 >= 70)) {
            connertor.close(ctx);
        }
    }
}

前端心跳響應(yīng)：

socket.onmessage = function(event) {
      //后端發(fā)送的是二進(jìn)制幀浑娜，protobuf反序列化
      var msg = proto.Model.deserializeBinary(event.data);
      //心跳消息
      if(msg.getCmd()==2){//對應(yīng)服務(wù)端的NettyConstants.CmdType.HEARTBEAT
          //發(fā)送心跳回應(yīng)
          var message1 = new proto.Model();
          message1.setCmd(2);
          message1.setMsgtype(4);
          socket.send(message1.serializeBinary());
      }else {
          //...
      }
};

斷線重連

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)情況不穩(wěn)定佑力，或者用戶從移動(dòng)網(wǎng)切換到無線網(wǎng)等場景下，長連接會斷開筋遭。需要前端監(jiān)聽websocket的onclose事件打颤，當(dāng)連接斷開后重新創(chuàng)建連接。

socket.onclose = function(event) {
    //重新創(chuàng)建websocket連接
};

4.消息可靠性

1.基于TCP漓滔，傳輸層已經(jīng)保證了消息可靠性

2.應(yīng)用層消息可靠性编饺，實(shí)現(xiàn)Ack消息機(jī)制(待補(bǔ)充)

5.安全

ssl，http協(xié)議升級為https响驴，對應(yīng)的ws協(xié)議升級為wss

注意：當(dāng)升級ssl后透且，前端通過"ws://"開頭的url創(chuàng)建不了連接，需要修改成wss豁鲤；并且nginx增加對應(yīng)配置秽誊。

6.負(fù)載均衡

nginx

nginx應(yīng)用層負(fù)載，支持websocket畅形，原因是websocket在創(chuàng)建長連接之前养距，會通過一次http握手升級。

lvs（待研究）

抗負(fù)載能力強(qiáng)日熬，工作在網(wǎng)絡(luò)四層棍厌，僅作流量分發(fā)，幾乎可以對所有應(yīng)用做負(fù)載均衡竖席。

7.netty服務(wù)

服務(wù)端由netty搭建：

1.基于nio耘纱，支持高并發(fā)，可維持大數(shù)量的長連接

2.本身支持websocket協(xié)議毕荐，自帶websocket的處理器束析，方便開發(fā)

im聊天實(shí)現(xiàn)方式：

image.png

8.數(shù)據(jù)庫

1.mysql消息持久化

2.消息較多什往，需要考慮分表分庫

9.緩存

用戶進(jìn)入聊天頁面時(shí)扳缕，是可以和機(jī)器人或者人工客服聊天的；默認(rèn)是機(jī)器人聊天，當(dāng)用戶輸入“人工”時(shí)躯舔，切換成人工客服聊天驴剔，此時(shí)需要在緩存中保存用戶的會話狀態(tài)，來區(qū)別用戶發(fā)送的消息是觸達(dá)機(jī)器人還是客服粥庄。
考慮到集群部署丧失，可選擇在redis中維護(hù)會話狀態(tài)以及客服的在線狀態(tài)。
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業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)

1.app端開始聊天

1.用戶進(jìn)入聊天頁面惜互，new WebSocket利花，創(chuàng)建和服務(wù)端端的長連接。
2.前端監(jiān)聽連接到成功事件载佳，并給連接的服務(wù)端發(fā)送一條消息炒事，該消息包括用戶的信息，消息類型是“綁定”
3.服務(wù)端判斷此用戶的會話狀態(tài)蔫慧，如果處于人工客服中挠乳，將緩存中的會話id取出，通過會話id查詢出消息歷史姑躲，發(fā)送給前端睡扬；如果不處于人工客服，給用戶發(fā)送歡迎語黍析。
4.用戶發(fā)送消息卖怜，消息類型是“普通”，服務(wù)端接收到消息阐枣，判斷用戶會話狀態(tài)马靠。

a.用戶不處于人工會話狀態(tài)，且用戶沒有發(fā)送“人工”二字蔼两，此時(shí)調(diào)用機(jī)器人服務(wù)甩鳄，將消息發(fā)送給機(jī)器人，得到的結(jié)果寫到用戶的channel中额划，結(jié)果發(fā)送給前端妙啃。
b.用戶不處于人工會話狀態(tài)，但用戶發(fā)送“人工”二字俊戳，通過redis中客服在線狀態(tài)揖赴，獲取空閑客服，和用戶之間創(chuàng)建綁定關(guān)系抑胎，關(guān)系存入redis中燥滑。（需要考慮隊(duì)列排隊(duì)，等待空閑客服的場景）
c.用戶處于人工會話狀態(tài)圆恤，直接將消息發(fā)送給綁定的客服突倍。

image.png

關(guān)閉會話狀態(tài)

分為兩種，客服主動(dòng)關(guān)閉盆昙，會話超時(shí)關(guān)閉羽历。

客服主動(dòng)關(guān)閉

1.客服主動(dòng)發(fā)起關(guān)閉會話請求，該請求協(xié)議為http/https淡喜。前端設(shè)置聊天框無法輸入秕磷，消息無法點(diǎn)擊發(fā)送。
2.在redis中刪除用戶和客服綁定關(guān)系炼团，刪除當(dāng)前客服的聊天用戶列表中的對應(yīng)用戶澎嚣。
3.給用戶推送一條滿意度調(diào)查消息。（如果不希望重復(fù)發(fā)送滿意度調(diào)查瘟芝，可以維護(hù)滿意度調(diào)查的發(fā)送次數(shù)）
4.用戶可選擇填寫滿意度易桃，滿意度調(diào)查為http/https接口，后續(xù)場景有如下情況：

a.離開聊天頁面锌俱，會斷開連接晤郑，心跳響應(yīng)超時(shí)服務(wù)端會將用戶從redis的登錄人員集中刪除。
b.留在當(dāng)前頁面贸宏，繼續(xù)聊天則會路由到機(jī)器人回復(fù)造寝。

image.png

超時(shí)關(guān)閉

設(shè)置超時(shí)關(guān)閉時(shí)長，系統(tǒng)自動(dòng)刪除用戶會話狀態(tài)

定時(shí)遍歷客服聊天用戶集合吭练，獲取到用戶最近一次聊天的時(shí)間戳（可以將用戶最近一次聊天的時(shí)間戳放入redis的有序集合中诫龙，設(shè)置member為userId，時(shí)間戳為score值）鲫咽，當(dāng)超過超時(shí)時(shí)間后签赃，關(guān)閉會話狀態(tài)，流程和客服主動(dòng)關(guān)閉相同分尸。

消息推送

對接push廠商通道姊舵，在非聊天頁面進(jìn)行消息推送。

總結(jié)

針對于項(xiàng)目實(shí)際業(yè)務(wù)場景寓落，還是有很多地方需要完善括丁。比如所有客服繁忙時(shí)，用戶需要在隊(duì)列中排隊(duì)等待伶选；比如如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的ack機(jī)制保證消息不丟失史飞。
該文需要補(bǔ)充的地方還有很多，才能完成真實(shí)的業(yè)務(wù)場景仰税。歡迎大家查缺補(bǔ)漏构资。