什么是微信的Mars

Mars是微信在2017年開源的一套跨平臺(tái)跨業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)組件。在這里可以給出github上的官方架構(gòu)圖

Mars基礎(chǔ)架構(gòu)

為什么要使用Mars

通過研究和學(xué)習(xí)报慕，為什么要使用Mars我這里做了幾點(diǎn)小結(jié)
1 如果你的應(yīng)用只是一個(gè)普通的APP，并不涉及到即時(shí)通訊压怠，或者你們的APP對(duì)于消息的即時(shí)性沒有很強(qiáng)的要求眠冈，那么我比較推薦你只單獨(dú)使用Mars的Xlog組件就可以了。這對(duì)你們app的日志管理菌瘫，線上問題追蹤和定位具有非常好的幫助蜗顽。在接入了Xlog后，出現(xiàn)線上問題我們上家公司幾乎可以做到5分鐘內(nèi)定位問題雨让，10分鐘給出解決方案雇盖。
2 STN組件的設(shè)計(jì)邏輯非常的貼合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境，是一套非常成功的解決方案栖忠，尤其是弱網(wǎng)環(huán)境和平臺(tái)特性具有非常多的優(yōu)化策略
3 Mars 是基于socket的解決方案崔挖，在網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)方面具有跟強(qiáng)的主動(dòng)性和可控性贸街。

Mars 的超時(shí)機(jī)制

TCP的超時(shí)重傳

熟悉TCP傳輸協(xié)議的同學(xué)都知道，TCP在建立連接的情況下狸相，如果當(dāng)前的請(qǐng)求方?jīng)]有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到接收方的相應(yīng)薛匪，那么就會(huì)發(fā)生重傳的機(jī)制，這個(gè)也是TCP保證可靠性傳輸?shù)囊粋€(gè)重要的原則脓鹃。我們?cè)诹私獬瑫r(shí)和重傳是需要了解的兩個(gè)指標(biāo)
RTT：數(shù)據(jù)往返的時(shí)間逸尖；
RTO：超時(shí)重傳的時(shí)間間隔
這里盜一張mars的官方圖，我們來看下Android手機(jī)的tcp超時(shí)重傳的時(shí)間間隔表現(xiàn)

Mars的超時(shí)重傳機(jī)制

是不是傳輸層已經(jīng)有了超時(shí)重傳機(jī)制杂穷，應(yīng)用層就不需要了呢？其實(shí)不是的卦绣，我們可以知道tcp在經(jīng)過一定的超時(shí)重傳后才會(huì)確定當(dāng)前的tcp不可用耐量，返回timeout標(biāo)示。但是這個(gè)時(shí)間非常的就滤港，一般來說Android手機(jī)大概要6min才會(huì)確定當(dāng)前的TCP連接不可用廊蜒。但是對(duì)于移動(dòng)端來說6min的時(shí)間是非常影響用戶體驗(yàn)的，因此應(yīng)用層的超時(shí)重傳機(jī)制需要更加的敏捷溅漾。
但是需要注意山叮，敏捷并不等于密集。在很多的場(chǎng)景下添履，密集的心跳機(jī)制并不能取到重新建連的效果屁倔，反而會(huì)是網(wǎng)絡(luò)通道更加的惡劣。因此在經(jīng)過多個(gè)嘗試后暮胧，Mars采用了一下的幾個(gè)超時(shí)方案

總讀寫超時(shí)

總讀寫時(shí)間這個(gè)比較好理解锐借，就是一次完成的RTT所需要的時(shí)間问麸，這里總結(jié)起來包括：
請(qǐng)求發(fā)送耗時(shí) - 類比TCP包傳輸耗時(shí)；
響應(yīng)信令接收耗時(shí) - 類比ACK傳輸耗時(shí)瞎饲；
服務(wù)器處理請(qǐng)求耗時(shí) - TCP接收端接收和處理數(shù)據(jù)包的時(shí)間相對(duì)固定口叙，而服務(wù)器由于信令所屬業(yè)務(wù)的不同，邏輯處理的耗時(shí)會(huì)差異明顯嗅战，所以無法類比妄田；
等待耗時(shí) - 受應(yīng)用中請(qǐng)求并發(fā)數(shù)影響。
因此驮捍，我們提出了應(yīng)用層的總讀寫超時(shí)如右圖所示疟呐，最低網(wǎng)速根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)取不同的值。

總讀寫超時(shí)

首包超時(shí)

總讀寫超時(shí)有一個(gè)弊端是無法確定服務(wù)端的處理請(qǐng)求時(shí)間东且，最致命的一點(diǎn)是相應(yīng)信令的時(shí)間處理較長(zhǎng)启具，這導(dǎo)致了在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)很差的情況下，同樣需要較長(zhǎng)的時(shí)間才可以進(jìn)行重試珊泳。首包超時(shí)是指在tcp的第一次回包的情況就去確定這個(gè)信令的接受耗時(shí)鲁冯。調(diào)整后的首包超時(shí)方案如下

首包超時(shí)

包包超時(shí)

首包超時(shí)有一個(gè)弊端，就是在網(wǎng)絡(luò)堵塞的情況下色查，由于tcp的擁塞窗口和流量控制薯演，一個(gè)tcp包會(huì)被切割成幾個(gè)部分進(jìn)行傳輸，也就是發(fā)生了tcp的拆包和粘包的現(xiàn)象秧了。加入后續(xù)的包又丟失了跨扮，仍然需要整個(gè)完整的讀寫超時(shí)才能發(fā)生問題。這就引入了包包超時(shí)的機(jī)制：兩個(gè)數(shù)據(jù)段之間的超時(shí)時(shí)間验毡。因?yàn)榘瑫r(shí)在首包超時(shí)之后衡创，這個(gè)階段已經(jīng)確認(rèn)服務(wù)器收到了請(qǐng)求，且完成了請(qǐng)求的處理晶通，因此不需要計(jì)算等待耗時(shí)璃氢、請(qǐng)求傳輸耗時(shí)、服務(wù)器處理耗時(shí)狮辽，只需要估算網(wǎng)絡(luò)的 RTT一也。

動(dòng)態(tài)超時(shí)

動(dòng)態(tài)讀寫超時(shí)

動(dòng)態(tài)讀寫超級(jí)更多的是依賴于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)估就跟之前提到的SDT模塊有著莫大的關(guān)系隘竭。Mars在動(dòng)態(tài)超時(shí)的設(shè)計(jì)中，把當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)分為excellent和evaluate兩種狀態(tài)讼渊，分別在這兩種狀態(tài)中不停的調(diào)整當(dāng)前的動(dòng)態(tài)耗時(shí)动看。

網(wǎng)絡(luò)情況診斷

Mars 的連接方案-復(fù)合連接

我們先總結(jié)一下串行連接和并行的優(yōu)缺點(diǎn)
串行連接：
1 資源占用小，服務(wù)端沒有負(fù)載的壓力
2 超時(shí)選擇困難爪幻，連接最慢可用
并行連接
1 資源占用較大菱皆，服務(wù)端負(fù)債壓力大
2 連接最快可用
復(fù)合連接
先看一下官方給的圖

復(fù)合連接

Mars的智能心跳

智能心跳指的是長(zhǎng)連接過程中策严，應(yīng)用層維護(hù)的自己和服務(wù)端的心跳連接穗慕。客戶端在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間周期內(nèi)妻导，向服務(wù)端發(fā)送一個(gè)心跳請(qǐng)求逛绵，判斷當(dāng)前的連接是否可用。一般的app處理是用一個(gè)定時(shí)的任務(wù)（45s）連續(xù)的向服務(wù)端發(fā)送ping請(qǐng)求倔韭，等待服務(wù)端的返回术浪。如果心痛不同，則認(rèn)為當(dāng)前的長(zhǎng)連接不可用寿酌，需要重新進(jìn)行長(zhǎng)連接的建聯(lián)胰苏。
微信的智能心跳如下
心跳時(shí)間區(qū)間：最小4分30秒，最大9分50秒醇疼；
心跳增加步長(zhǎng)：60秒硕并；心跳穩(wěn)定后法焰，探測(cè)步長(zhǎng)：20秒；
當(dāng)前APP為活躍狀態(tài)倔毙，長(zhǎng)連剛連接前3個(gè)成功心跳埃仪，和沒有網(wǎng)絡(luò)，這3種情況使用固定最小心跳：4分30秒陕赃；其他情況使用自適應(yīng)智能心跳卵蛉，基本算法如下；
連續(xù)3個(gè)心跳成功后凯正，每心跳增加60秒心跳步長(zhǎng)毙玻，一直到最大9分50秒，設(shè)為固定狀態(tài)廊散；
連續(xù)3個(gè)心跳失敗后桑滩，減少60+20秒，第4個(gè)心跳失敗允睹，直接設(shè)最小心跳4分30秒运准；

微信心跳機(jī)制.png