前言
本文會(huì)用實(shí)例的方式猿妈，將iOS各種IM的方案都簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)一遍芬失。并且提供一些選型、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)以及優(yōu)化的建議附迷。
注：文中的所有的代碼示例惧互，在github中都有demo：
iOS即時(shí)通訊，從入門到“放棄”喇伯？(demo)
可以打開項(xiàng)目先預(yù)覽效果喊儡，對(duì)照著進(jìn)行閱讀。
言歸正傳稻据，首先我們來(lái)總結(jié)一下我們?nèi)?shí)現(xiàn)IM的方式
第一種方式艾猜，使用第三方IM服務(wù)
對(duì)于短平快的公司，完全可以采用第三方SDK來(lái)實(shí)現(xiàn)攀甚。國(guó)內(nèi)IM的第三方服務(wù)商有很多箩朴，類似云信、環(huán)信秋度、融云炸庞、LeanCloud，當(dāng)然還有其它的很多荚斯，這里就不一一舉例了埠居，感興趣的小伙伴可以自行查閱下。
第三方服務(wù)商IM底層協(xié)議基本上都是TCP事期。他們的IM方案很成熟滥壕，有了它們，我們甚至不需要自己去搭建IM后臺(tái)兽泣，什么都不需要去考慮绎橘。
如果你足夠懶，甚至連UI都不需要自己做，這些第三方有各自一套IM的UI称鳞，拿來(lái)就可以直接用涮较。真可謂3分鐘集成...
但是缺點(diǎn)也很明顯，定制化程度太高冈止，很多東西我們不可控狂票。當(dāng)然還有一個(gè)最最重要的一點(diǎn)，就是太貴了...作為真正社交為主打的APP熙暴，僅此一點(diǎn)闺属，就足以讓我們望而卻步。當(dāng)然周霉，如果IM對(duì)于APP只是一個(gè)輔助功能掂器，那么用第三方服務(wù)也無(wú)可厚非。
另外一種方式俱箱，我們自己去實(shí)現(xiàn)
我們自己去實(shí)現(xiàn)也有很多選擇：
1）首先面臨的就是傳輸協(xié)議的選擇唉匾，TCP還是UDP？
2）其次是我們需要去選擇使用哪種聊天協(xié)議：
基于Scoket或者WebScoket或者其他的私有協(xié)議匠楚、
MQTT
還是廣為人詬病的XMPP?
3）我們是自己去基于OS底層Socket進(jìn)行封裝還是在第三方框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行封裝？
4）傳輸數(shù)據(jù)的格式厂财，我們是用Json芋簿、還是XML、還是谷歌推出的ProtocolBuffer璃饱？
5）我們還有一些細(xì)節(jié)問(wèn)題需要考慮与斤，例如TCP的長(zhǎng)連接如何保持，心跳機(jī)制荚恶，Qos機(jī)制撩穿，重連機(jī)制等等...當(dāng)然，除此之外谒撼，我們還有一些安全問(wèn)題需要考慮食寡。
一、傳輸協(xié)議的選擇
接下來(lái)我們可能需要自己考慮去實(shí)現(xiàn)IM廓潜，首先從傳輸層協(xié)議來(lái)說(shuō)抵皱，我們有兩種選擇：TCP?or?UDP？
這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)被討論過(guò)無(wú)數(shù)次了辩蛋，對(duì)深層次的細(xì)節(jié)感興趣的朋友可以看看這篇文章：
移動(dòng)端IM/推送系統(tǒng)的協(xié)議選型：UDP還是TCP呻畸？
這里我們直接說(shuō)結(jié)論吧：對(duì)于小公司或者技術(shù)不那么成熟的公司，IM一定要用TCP來(lái)實(shí)現(xiàn)悼院，因?yàn)槿绻阋肬DP的話伤为，需要做的事太多。當(dāng)然QQ就是用的UDP協(xié)議据途，當(dāng)然不僅僅是UDP绞愚，騰訊還用了自己的私有協(xié)議叙甸，來(lái)保證了傳輸?shù)目煽啃裕沤^了UDP下各種數(shù)據(jù)丟包爽醋，亂序等等一系列問(wèn)題蚁署。
總之一句話，如果你覺(jué)得團(tuán)隊(duì)技術(shù)很成熟蚂四，那么你用UDP也行光戈，否則還是用TCP為好。
二遂赠、我們來(lái)看看各種聊天協(xié)議
首先我們以實(shí)現(xiàn)方式來(lái)切入久妆，基本上有以下四種實(shí)現(xiàn)方式：
基于Scoket原生：代表框架?CocoaAsyncSocket。
基于WebScoket：代表框架?SocketRocket跷睦。
基于MQTT：代表框架?MQTTKit筷弦。
基于XMPP：代表框架?XMPPFramework。
當(dāng)然抑诸，以上四種方式我們都可以不使用第三方框架烂琴，直接基于OS底層Scoket去實(shí)現(xiàn)我們的自定義封裝。下面我會(huì)給出一個(gè)基于Scoket原生而不使用框架的例子蜕乡，供大家參考一下奸绷。
首先需要搞清楚的是，其中MQTT和XMPP為聊天協(xié)議层玲，它們是最上層的協(xié)議号醉，而WebScoket是傳輸通訊協(xié)議，它是基于Socket封裝的一個(gè)協(xié)議辛块。而通常我們所說(shuō)的騰訊IM的私有協(xié)議畔派，就是基于WebScoket或者Scoket原生進(jìn)行封裝的一個(gè)聊天協(xié)議。
具體這3種聊天協(xié)議的對(duì)比優(yōu)劣如下：
協(xié)議優(yōu)劣對(duì)比.png
所以說(shuō)到底润绵，iOS要做一個(gè)真正的IM產(chǎn)品线椰，一般都是基于Scoket或者WebScoket等，再之上加上一些私有協(xié)議來(lái)保證的尘盼。
1.我們先不使用任何框架士嚎，直接用OS底層Socket來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的IM。
我們客戶端的實(shí)現(xiàn)思路也是很簡(jiǎn)單悔叽，創(chuàng)建Socket莱衩，和服務(wù)器的Socket對(duì)接上，然后開始傳輸數(shù)據(jù)就可以了娇澎。
我們學(xué)過(guò)c/c++或者java這些語(yǔ)言笨蚁，我們就知道，往往任何教程，最后一章都是講Socket編程括细，而Socket是什么呢伪很，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，就是我們使用TCP/IP?或者UDP/IP協(xié)議的一組編程接口奋单。如下圖所示：
我們?cè)趹?yīng)用層锉试，使用socket，輕易的實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程之間的通信（跨網(wǎng)絡(luò)的）览濒。想想呆盖，如果沒(méi)有socket，我們要直面TCP/IP協(xié)議贷笛，我們需要去寫多少繁瑣而又重復(fù)的代碼应又。
如果有對(duì)socket概念仍然有所困惑的，可以看看這篇文章：
從問(wèn)題看本質(zhì)乏苦，socket到底是什么株扛？。
但是這篇文章關(guān)于并發(fā)連接數(shù)的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的汇荐，正確的認(rèn)識(shí)可以看看這篇文章:
單臺(tái)服務(wù)器并發(fā)TCP連接數(shù)到底可以有多少
我們接著可以開始著手去實(shí)現(xiàn)IM了洞就，首先我們不基于任何框架，直接去調(diào)用OS底層-基于C的BSD Socket去實(shí)現(xiàn)掀淘，它提供了這樣一組接口：
//socket 創(chuàng)建并初始化 socket奖磁，返回該 socket 的文件描述符，如果描述符為 -1 表示創(chuàng)建失敗繁疤。intsocket(intaddressFamily,inttype,intprotocol)//關(guān)閉socket連接intclose(intsocketFileDescriptor)//將 socket 與特定主機(jī)地址與端口號(hào)綁定，成功綁定返回0秕狰，失敗返回 -1稠腊。intbind(intsocketFileDescriptor,sockaddr *addressToBind,intaddressStructLength)//接受客戶端連接請(qǐng)求并將客戶端的網(wǎng)絡(luò)地址信息保存到 clientAddress 中。intaccept(intsocketFileDescriptor,sockaddr *clientAddress,intclientAddressStructLength)//客戶端向特定網(wǎng)絡(luò)地址的服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求鸣哀，連接成功返回0架忌，失敗返回 -1。intconnect(intsocketFileDescriptor,sockaddr *serverAddress,intserverAddressLength)//使用 DNS 查找特定主機(jī)名字對(duì)應(yīng)的 IP 地址我衬。如果找不到對(duì)應(yīng)的 IP 地址則返回 NULL叹放。hostent*gethostbyname(char*hostname)//通過(guò) socket 發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送成功返回成功發(fā)送的字節(jié)數(shù)挠羔，否則返回 -1井仰。intsend(intsocketFileDescriptor,char*buffer,intbufferLength,intflags)//從 socket 中讀取數(shù)據(jù)，讀取成功返回成功讀取的字節(jié)數(shù)破加，否則返回 -1俱恶。intreceive(intsocketFileDescriptor,char*buffer,intbufferLength,intflags)//通過(guò)UDP socket 發(fā)送數(shù)據(jù)到特定的網(wǎng)絡(luò)地址，發(fā)送成功返回成功發(fā)送的字節(jié)數(shù)，否則返回 -1合是。intsendto(intsocketFileDescriptor,char*buffer,intbufferLength,intflags, sockaddr *destinationAddress,intdestinationAddressLength)//從UDP socket 中讀取數(shù)據(jù)了罪，并保存發(fā)送者的網(wǎng)絡(luò)地址信息，讀取成功返回成功讀取的字節(jié)數(shù)聪全，否則返回 -1 泊藕。intrecvfrom(intsocketFileDescriptor,char*buffer,intbufferLength,intflags, sockaddr *fromAddress,int*fromAddressLength)
讓我們可以對(duì)socket進(jìn)行各種操作，首先我們來(lái)用它寫個(gè)客戶端难礼⊥拊玻總結(jié)一下，簡(jiǎn)單的IM客戶端需要做如下4件事：
客戶端調(diào)用 socket(...) 創(chuàng)建socket鹤竭；
客戶端調(diào)用 connect(...) 向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求以建立連接踊餐；
客戶端與服務(wù)器建立連接之后，就可以通過(guò)send(...)/receive(...)向客戶端發(fā)送或從客戶端接收數(shù)據(jù)臀稚；
客戶端調(diào)用 close 關(guān)閉 socket吝岭；
根據(jù)上面4條大綱，我們封裝了一個(gè)名為TYHSocketManager的單例吧寺，來(lái)對(duì)socket相關(guān)方法進(jìn)行調(diào)用:
TYHSocketManager.h
#import@interfaceTYHSocketManager:NSObject+ (instancetype)share;- (void)connect;- (void)disConnect;- (void)sendMsg:(NSString*)msg;@end
TYHSocketManager.m
#import"TYHSocketManager.h"#import#import#import#import@interfaceTYHSocketManager()@property(nonatomic,assign)intclientScoket;@end@implementationTYHSocketManager+ (instancetype)share{staticdispatch_once_tonceToken;staticTYHSocketManager *instance =nil;dispatch_once(&onceToken, ^{? ? ? ? instance = [[selfalloc]init];? ? ? ? [instance initScoket];? ? ? ? [instance pullMsg];? ? });returninstance;}- (void)initScoket{//每次連接前窜管，先斷開連接if(_clientScoket !=0) {? ? ? ? [selfdisConnect];? ? ? ? _clientScoket =0;? ? }//創(chuàng)建客戶端socket_clientScoket = CreateClinetSocket();//服務(wù)器Ipconstchar* server_ip="127.0.0.1";//服務(wù)器端口shortserver_port=6969;//等于0說(shuō)明連接失敗if(ConnectionToServer(_clientScoket,server_ip, server_port)==0) {? ? ? ? printf("Connect to server error\n");return;? ? }//走到這說(shuō)明連接成功printf("Connect to server ok\n");}staticintCreateClinetSocket(){intClinetSocket =0;//創(chuàng)建一個(gè)socket,返回值為Int。（注scoket其實(shí)就是Int類型）//第一個(gè)參數(shù)addressFamily IPv4(AF_INET) 或 IPv6(AF_INET6)稚机。//第二個(gè)參數(shù) type 表示 socket 的類型幕帆，通常是流stream(SOCK_STREAM) 或數(shù)據(jù)報(bào)文datagram(SOCK_DGRAM)//第三個(gè)參數(shù) protocol 參數(shù)通常設(shè)置為0，以便讓系統(tǒng)自動(dòng)為選擇我們合適的協(xié)議赖条，對(duì)于 stream socket 來(lái)說(shuō)會(huì)是 TCP 協(xié)議(IPPROTO_TCP)失乾，而對(duì)于 datagram來(lái)說(shuō)會(huì)是 UDP 協(xié)議(IPPROTO_UDP)。ClinetSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);returnClinetSocket;}staticintConnectionToServer(intclient_socket,constchar* server_ip,unsignedshortport){//生成一個(gè)sockaddr_in類型結(jié)構(gòu)體structsockaddr_in sAddr={0};? ? sAddr.sin_len=sizeof(sAddr);//設(shè)置IPv4sAddr.sin_family=AF_INET;//inet_aton是一個(gè)改進(jìn)的方法來(lái)將一個(gè)字符串IP地址轉(zhuǎn)換為一個(gè)32位的網(wǎng)絡(luò)序列IP地址//如果這個(gè)函數(shù)成功纬乍，函數(shù)的返回值非零碱茁，如果輸入地址不正確則會(huì)返回零。inet_aton(server_ip, &sAddr.sin_addr);//htons是將整型變量從主機(jī)字節(jié)順序轉(zhuǎn)變成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序仿贬，賦值端口號(hào)sAddr.sin_port=htons(port);//用scoket和服務(wù)端地址纽竣，發(fā)起連接。//客戶端向特定網(wǎng)絡(luò)地址的服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求茧泪，連接成功返回0蜓氨，失敗返回 -1。//注意：該接口調(diào)用會(huì)阻塞當(dāng)前線程队伟，直到服務(wù)器返回穴吹。if(connect(client_socket, (structsockaddr *)&sAddr,sizeof(sAddr))==0) {returnclient_socket;? ? }return0;}#pragma mark - 新線程來(lái)接收消息- (void)pullMsg{NSThread*thread = [[NSThreadalloc]initWithTarget:selfselector:@selector(recieveAction) object:nil];? ? [thread start];}#pragma mark - 對(duì)外邏輯- (void)connect{? ? [selfinitScoket];}- (void)disConnect{//關(guān)閉連接close(self.clientScoket);}//發(fā)送消息- (void)sendMsg:(NSString*)msg{constchar*send_Message = [msg UTF8String];? ? send(self.clientScoket,send_Message,strlen(send_Message)+1,0);? ? }//收取服務(wù)端發(fā)送的消息- (void)recieveAction{while(1) {charrecv_Message[1024] = {0};? ? ? ? recv(self.clientScoket, recv_Message,sizeof(recv_Message),0);? ? ? ? printf("%s\n",recv_Message);? ? }}
如上所示:
我們調(diào)用了initScoket方法，利用CreateClinetSocket方法了一個(gè)scoket嗜侮，就是就是調(diào)用了socket函數(shù)：
ClinetSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
然后調(diào)用了ConnectionToServer函數(shù)與服務(wù)器連接刀荒，IP地址為127.0.0.1也就是本機(jī)localhost和端口6969相連代嗤。在該函數(shù)中，我們綁定了一個(gè)sockaddr_in類型的結(jié)構(gòu)體缠借，該結(jié)構(gòu)體內(nèi)容如下：
structsockaddr_in{__uint8_tsin_len;sa_family_tsin_family;in_port_tsin_port;structin_addrsin_addr;charsin_zero[8];};
里面包含了一些干毅，我們需要連接的服務(wù)端的scoket的一些基本參數(shù)，具體賦值細(xì)節(jié)可以見注釋泼返。
連接成功之后硝逢，我們就可以調(diào)用send函數(shù)和recv函數(shù)進(jìn)行消息收發(fā)了，在這里绅喉，我新開辟了一個(gè)常駐線程渠鸽，在這個(gè)線程中一個(gè)死循環(huán)里去不停的調(diào)用recv函數(shù)，這樣服務(wù)端有消息發(fā)送過(guò)來(lái)柴罐，第一時(shí)間便能被接收到徽缚。
就這樣客戶端便簡(jiǎn)單的可以用了，接著我們來(lái)看看服務(wù)端的實(shí)現(xiàn)革屠。
一樣凿试，我們首先對(duì)服務(wù)端需要做的工作簡(jiǎn)單的總結(jié)下：
服務(wù)器調(diào)用 socket(...) 創(chuàng)建socket；
服務(wù)器調(diào)用 listen(...) 設(shè)置緩沖區(qū)似芝；
服務(wù)器通過(guò) accept(...)接受客戶端請(qǐng)求建立連接那婉；
服務(wù)器與客戶端建立連接之后，就可以通過(guò) send(...)/receive(...)向客戶端發(fā)送或從客戶端接收數(shù)據(jù)党瓮；
服務(wù)器調(diào)用 close 關(guān)閉 socket详炬；
接著我們就可以具體去實(shí)現(xiàn)了
OS底層的函數(shù)是支持我們?nèi)?shí)現(xiàn)服務(wù)端的，但是我們一般不會(huì)用iOS去這么做（試問(wèn)真正的應(yīng)用場(chǎng)景寞奸，有誰(shuí)用iOS做scoket服務(wù)器么...）呛谜，如果還是想用這些函數(shù)去實(shí)現(xiàn)服務(wù)端，可以參考下這篇文章：?深入淺出Cocoa-iOS網(wǎng)絡(luò)編程之Socket枪萄。
在這里我用node.js去搭了一個(gè)簡(jiǎn)單的scoket服務(wù)器隐岛。源碼如下：
varnet =require('net');varHOST ='127.0.0.1';varPORT =6969;// 創(chuàng)建一個(gè)TCP服務(wù)器實(shí)例，調(diào)用listen函數(shù)開始監(jiān)聽指定端口? // 傳入net.createServer()的回調(diào)函數(shù)將作為”connection“事件的處理函數(shù)? // 在每一個(gè)“connection”事件中呻引，該回調(diào)函數(shù)接收到的socket對(duì)象是唯一的? net.createServer(function(sock){// 我們獲得一個(gè)連接 - 該連接自動(dòng)關(guān)聯(lián)一個(gè)socket對(duì)象? console.log('CONNECTED: '+? ? ? ? ? sock.remoteAddress +':'+ sock.remotePort);? ? ? ? ? sock.write('服務(wù)端發(fā)出：連接成功');// 為這個(gè)socket實(shí)例添加一個(gè)"data"事件處理函數(shù)? sock.on('data',function(data){console.log('DATA '+ sock.remoteAddress +': '+ data);// 回發(fā)該數(shù)據(jù)，客戶端將收到來(lái)自服務(wù)端的數(shù)據(jù)? sock.write('You said "'+ data +'"');? ? ? });// 為這個(gè)socket實(shí)例添加一個(gè)"close"事件處理函數(shù)? sock.on('close',function(data){console.log('CLOSED: '+? ? ? ? ? sock.remoteAddress +' '+ sock.remotePort);? ? ? });? ? }).listen(PORT, HOST);console.log('Server listening on '+ HOST +':'+ PORT);
看到這不懂node.js的朋友也不用著急吐咳，在這里你可以使用任意語(yǔ)言c/c++/java/oc等等去實(shí)現(xiàn)后臺(tái)逻悠，這里node.js僅僅是樓主的一個(gè)選擇，為了讓我們來(lái)驗(yàn)證之前寫的客戶端scoket的效果韭脊。如果你不懂node.js也沒(méi)關(guān)系童谒，你只需要把上述樓主寫的相關(guān)代碼復(fù)制粘貼，如果你本機(jī)有node的解釋器沪羔，那么直接在終端進(jìn)入該源代碼文件目錄中輸入：
node fileName
即可運(yùn)行該腳本（fileName為保存源代碼的文件名）饥伊。
我們來(lái)看看運(yùn)行效果：
handle2.gif
服務(wù)器運(yùn)行起來(lái)了象浑，并且監(jiān)聽著6969端口。
接著我們用之前寫的iOS端的例子琅豆∮洳颍客戶端打印顯示連接成功，而我們運(yùn)行的服務(wù)器也打印了連接成功茫因。接著我們發(fā)了一條消息蚪拦，服務(wù)端成功的接收到了消息后，把該消息再發(fā)送回客戶端冻押，繞了一圈客戶端又收到了這條消息驰贷。至此我們用OS底層scoket實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的IM。
大家看到這是不是覺(jué)得太過(guò)簡(jiǎn)單了洛巢？
當(dāng)然簡(jiǎn)單括袒，我們僅僅是實(shí)現(xiàn)了Scoket的連接，信息的發(fā)送與接收稿茉，除此之外我們什么都沒(méi)有做锹锰，現(xiàn)實(shí)中，我們需要做的處理遠(yuǎn)不止于此狈邑，我們先接著往下看城须。接下來(lái)，我們就一起看看第三方框架是如何實(shí)現(xiàn)IM的米苹。
分割圖.png
2.我們接著來(lái)看看基于Socket原生的CocoaAsyncSocket:
這個(gè)框架實(shí)現(xiàn)了兩種傳輸協(xié)議TCP和UDP糕伐，分別對(duì)應(yīng)GCDAsyncSocket類和GCDAsyncUdpSocket，這里我們重點(diǎn)講GCDAsyncSocket蘸嘶。
這里Socket服務(wù)器延續(xù)上一個(gè)例子良瞧，因?yàn)橥瑯邮腔谠鶶coket的框架，所以之前的Node.js的服務(wù)端训唱，該例仍然試用褥蚯。這里我們就只需要去封裝客戶端的實(shí)例，我們還是創(chuàng)建一個(gè)TYHSocketManager單例况增。
TYHSocketManager.h
#import@interfaceTYHSocketManager:NSObject+ (instancetype)share;- (BOOL)connect;- (void)disConnect;- (void)sendMsg:(NSString*)msg;- (void)pullTheMsg;@end
TYHSocketManager.m
#import"TYHSocketManager.h"#import"GCDAsyncSocket.h"http:// for TCPstaticNSString* Khost =@"127.0.0.1";staticconstuint16_t Kport =6969;@interfaceTYHSocketManager(){? ? GCDAsyncSocket *gcdSocket;}@end@implementationTYHSocketManager+ (instancetype)share{staticdispatch_once_tonceToken;staticTYHSocketManager *instance =nil;dispatch_once(&onceToken, ^{? ? ? ? instance = [[selfalloc]init];? ? ? ? [instance initSocket];? ? });returninstance;}- (void)initSocket{? ? gcdSocket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:selfdelegateQueue:dispatch_get_main_queue()];? ? }#pragma mark - 對(duì)外的一些接口//建立連接- (BOOL)connect{return[gcdSocket connectToHost:Khost onPort:Kport error:nil];}//斷開連接- (void)disConnect{? ? [gcdSocket disconnect];}//發(fā)送消息- (void)sendMsg:(NSString*)msg{NSData*data? = [msg dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];//第二個(gè)參數(shù)赞庶，請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間[gcdSocket writeData:data withTimeout:-1tag:110];}//監(jiān)聽最新的消息- (void)pullTheMsg{//監(jiān)聽讀數(shù)據(jù)的代理? -1永遠(yuǎn)監(jiān)聽，不超時(shí)澳骤，但是只收一次消息歧强，//所以每次接受到消息還得調(diào)用一次[gcdSocket readDataWithTimeout:-1tag:110];}#pragma mark - GCDAsyncSocketDelegate//連接成功調(diào)用- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString*)host port:(uint16_t)port{NSLog(@"連接成功,host:%@,port:%d",host,port);? ? ? ? [selfpullTheMsg];//心跳寫在這...}//斷開連接的時(shí)候調(diào)用- (void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock withError:(nullableNSError*)err{NSLog(@"斷開連接,host:%@,port:%d",sock.localHost,sock.localPort);//斷線重連寫在這...}//寫成功的回調(diào)- (void)socket:(GCDAsyncSocket*)sock didWriteDataWithTag:(long)tag{//? ? NSLog(@"寫的回調(diào),tag:%ld",tag);}//收到消息的回調(diào)- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData*)data withTag:(long)tag{NSString*msg = [[NSStringalloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];NSLog(@"收到消息：%@",msg);? ? ? ? [selfpullTheMsg];}//分段去獲取消息的回調(diào)//- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadPartialDataOfLength:(NSUInteger)partialLength tag:(long)tag//{//? ? //? ? NSLog(@"讀的回調(diào),length:%ld,tag:%ld",partialLength,tag);////}//為上一次設(shè)置的讀取數(shù)據(jù)代理續(xù)時(shí) (如果設(shè)置超時(shí)為-1，則永遠(yuǎn)不會(huì)調(diào)用到)//-(NSTimeInterval)socket:(GCDAsyncSocket *)sock shouldTimeoutReadWithTag:(long)tag elapsed:(NSTimeInterval)elapsed bytesDone:(NSUInteger)length//{//? ? NSLog(@"來(lái)延時(shí)为肮，tag:%ld,elapsed:%f,length:%ld",tag,elapsed,length);//? ? return 10;//}@end
這個(gè)框架使用起來(lái)也十分簡(jiǎn)單摊册，它基于Scoket往上進(jìn)行了一層封裝，提供了OC的接口給我們使用颊艳。至于使用方法茅特，大家看看注釋應(yīng)該就能明白忘分，這里唯一需要說(shuō)的一點(diǎn)就是這個(gè)方法：
[gcdSocket readDataWithTimeout:-1 tag:110];
這個(gè)方法的作用就是去讀取當(dāng)前消息隊(duì)列中的未讀消息。記住白修，這里不調(diào)用這個(gè)方法妒峦，消息回調(diào)的代理是永遠(yuǎn)不會(huì)被觸發(fā)的。而且必須是tag相同熬荆，如果tag不同舟山，這個(gè)收到消息的代理也不會(huì)被處罰。
我們調(diào)用一次這個(gè)方法卤恳，只能觸發(fā)一次讀取消息的代理累盗，如果我們調(diào)用的時(shí)候沒(méi)有未讀消息，它就會(huì)等在那突琳，直到消息來(lái)了被觸發(fā)若债。一旦被觸發(fā)一次代理后，我們必須再次調(diào)用這個(gè)方法拆融，否則蠢琳，之后的消息到了仍舊無(wú)法觸發(fā)我們讀取消息的代理。就像我們?cè)诶又惺褂玫哪菢泳当诿看巫x取到消息之后我們都去調(diào)用:
//收到消息的回調(diào)- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData*)data withTag:(long)tag{NSString*msg = [[NSStringalloc]initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];NSLog(@"收到消息：%@",msg);? ? [selfpullTheMsg];}//監(jiān)聽最新的消息- (void)pullTheMsg{//監(jiān)聽讀數(shù)據(jù)的代理盗温，只能監(jiān)聽10秒齿椅，10秒過(guò)后調(diào)用代理方法? -1永遠(yuǎn)監(jiān)聽，不超時(shí)，但是只收一次消息均芽，//所以每次接受到消息還得調(diào)用一次[gcdSocket readDataWithTimeout:-1tag:110];}
除此之外份蝴，我們還需要說(shuō)的是這個(gè)超時(shí)timeout
這里如果設(shè)置10秒骂远，那么就只能監(jiān)聽10秒刻恭，10秒過(guò)后調(diào)用是否續(xù)時(shí)的代理方法:
-(NSTimeInterval)socket:(GCDAsyncSocket *)sock shouldTimeoutReadWithTag:(long)tag elapsed:(NSTimeInterval)elapsed bytesDone:(NSUInteger)length
如果我們選擇不續(xù)時(shí)，那么10秒到了還沒(méi)收到消息硼一，那么Scoket會(huì)自動(dòng)斷開連接累澡。看到這里有些小伙伴要吐槽了般贼，怎么一個(gè)方法設(shè)計(jì)的這么麻煩愧哟，當(dāng)然這里這么設(shè)計(jì)是有它的應(yīng)用場(chǎng)景的，我們后面再來(lái)細(xì)講哼蛆。
我們同樣來(lái)運(yùn)行看看效果：
handle3.gif
至此我們也用CocoaAsyncSocket這個(gè)框架實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的IM蕊梧。
分割圖.png
3.接著我們繼續(xù)來(lái)看看基于webScoket的IM：
這個(gè)例子我們會(huì)把心跳，斷線重連人芽，以及PingPong機(jī)制進(jìn)行簡(jiǎn)單的封裝望几，所以我們先來(lái)談?wù)勥@三個(gè)概念：
首先我們來(lái)談?wù)勈裁词切奶?/p>
簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)绩脆，心跳就是用來(lái)檢測(cè)TCP連接的雙方是否可用萤厅。那又會(huì)有人要問(wèn)了橄抹，TCP不是本身就自帶一個(gè)KeepAlive機(jī)制嗎？
這里我們需要說(shuō)明的是TCP的KeepAlive機(jī)制只能保證連接的存在惕味，但是并不能保證客戶端以及服務(wù)端的可用性.比如會(huì)有以下一種情況：
某臺(tái)服務(wù)器因?yàn)槟承┰驅(qū)е仑?fù)載超高楼誓，CPU 100%，無(wú)法響應(yīng)任何業(yè)務(wù)請(qǐng)求名挥，但是使用 TCP 探針則仍舊能夠確定連接狀態(tài)疟羹，這就是典型的連接活著但業(yè)務(wù)提供方已死的狀態(tài)。
這個(gè)時(shí)候心跳機(jī)制就起到作用了：
我們客戶端發(fā)起心跳Ping（一般都是客戶端）禀倔，假如設(shè)置在10秒后如果沒(méi)有收到回調(diào)榄融，那么說(shuō)明服務(wù)器或者客戶端某一方出現(xiàn)問(wèn)題，這時(shí)候我們需要主動(dòng)斷開連接救湖。
服務(wù)端也是一樣愧杯，會(huì)維護(hù)一個(gè)socket的心跳間隔，當(dāng)約定時(shí)間內(nèi)鞋既，沒(méi)有收到客戶端發(fā)來(lái)的心跳力九，我們會(huì)知道該連接已經(jīng)失效，然后主動(dòng)斷開連接邑闺。
參考文章：為什么說(shuō)基于TCP的移動(dòng)端IM仍然需要心跳钡埃活？
其實(shí)做過(guò)IM的小伙伴們都知道陡舅，我們真正需要心跳機(jī)制的原因其實(shí)主要是在于國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商N(yùn)AT超時(shí)抵乓。
那么究竟什么是NAT超時(shí)呢?
原來(lái)這是因?yàn)镮PV4引起的，我們上網(wǎng)很可能會(huì)處在一個(gè)NAT設(shè)備（無(wú)線路由器之類）之后蹭沛。
NAT設(shè)備會(huì)在IP封包通過(guò)設(shè)備時(shí)修改源/目的IP地址. 對(duì)于家用路由器來(lái)說(shuō), 使用的是網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換(NAPT), 它不僅改IP, 還修改TCP和UDP協(xié)議的端口號(hào), 這樣就能讓內(nèi)網(wǎng)中的設(shè)備共用同一個(gè)外網(wǎng)IP. 舉個(gè)例子, NAPT維護(hù)一個(gè)類似下表的NAT表：
NAT映射
NAT設(shè)備會(huì)根據(jù)NAT表對(duì)出去和進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)做修改, 比如將192.168.0.3:8888發(fā)出去的封包改成120.132.92.21:9202, 外部就認(rèn)為他們是在和120.132.92.21:9202通信. 同時(shí)NAT設(shè)備會(huì)將120.132.92.21:9202收到的封包的IP和端口改成192.168.0.3:8888, 再發(fā)給內(nèi)網(wǎng)的主機(jī), 這樣內(nèi)部和外部就能雙向通信了, 但如果其中192.168.0.3:8888?==?120.132.92.21:9202這一映射因?yàn)槟承┰虮籒AT設(shè)備淘汰了, 那么外部設(shè)備就無(wú)法直接與192.168.0.3:8888通信了臂寝。
我們的設(shè)備經(jīng)常是處在NAT設(shè)備的后面, 比如在大學(xué)里的校園網(wǎng), 查一下自己分配到的IP, 其實(shí)是內(nèi)網(wǎng)IP, 表明我們?cè)贜AT設(shè)備后面, 如果我們?cè)趯嬍以俳觽€(gè)路由器, 那么我們發(fā)出的數(shù)據(jù)包會(huì)多經(jīng)過(guò)一次NAT.
國(guó)內(nèi)移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在鏈路上一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)通訊后, 會(huì)淘汰NAT表中的對(duì)應(yīng)項(xiàng), 造成鏈路中斷。
而國(guó)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商一般NAT超時(shí)的時(shí)間為5分鐘摊灭，所以通常我們心跳設(shè)置的時(shí)間間隔為3-5分鐘咆贬。
接著我們來(lái)講講PingPong機(jī)制:
很多小伙伴可能又會(huì)感覺(jué)到疑惑了，那么我們?cè)谶@心跳間隔的3-5分鐘如果連接假在線（例如在地鐵電梯這種環(huán)境下）帚呼。那么我們豈不是無(wú)法保證消息的即時(shí)性么掏缎？這顯然是我們無(wú)法接受的，所以業(yè)內(nèi)的解決方案是采用雙向的PingPong機(jī)制煤杀。
當(dāng)服務(wù)端發(fā)出一個(gè)Ping眷蜈，客戶端沒(méi)有在約定的時(shí)間內(nèi)返回響應(yīng)的ack，則認(rèn)為客戶端已經(jīng)不在線沈自，這時(shí)我們Server端會(huì)主動(dòng)斷開Scoket連接酌儒，并且改由APNS推送的方式發(fā)送消息。
同樣的是枯途，當(dāng)客戶端去發(fā)送一個(gè)消息忌怎，因?yàn)槲覀冞t遲無(wú)法收到服務(wù)端的響應(yīng)ack包籍滴，則表明客戶端或者服務(wù)端已不在線，我們也會(huì)顯示消息發(fā)送失敗榴啸，并且斷開Scoket連接孽惰。
還記得我們之前CocoaSyncSockt的例子所講的獲取消息超時(shí)就斷開嗎？其實(shí)它就是一個(gè)PingPong機(jī)制的客戶端實(shí)現(xiàn)鸥印。我們每次可以在發(fā)送消息成功后勋功，調(diào)用這個(gè)超時(shí)讀取的方法，如果一段時(shí)間沒(méi)收到服務(wù)器的響應(yīng)库说，那么說(shuō)明連接不可用狂鞋，則斷開Scoket連接
最后就是重連機(jī)制:
理論上，我們自己主動(dòng)去斷開的Scoket連接（例如退出賬號(hào)潜的，APP退出到后臺(tái)等等）要销，不需要重連。其他的連接斷開夏块，我們都需要進(jìn)行斷線重連疏咐。
一般解決方案是嘗試重連幾次，如果仍舊無(wú)法重連成功脐供，那么不再進(jìn)行重連浑塞。
接下來(lái)的WebScoket的例子，我會(huì)封裝一個(gè)重連時(shí)間指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的一個(gè)重連方式政己，可以作為一個(gè)參考酌壕。
言歸正傳，我們看完上述三個(gè)概念之后歇由，我們來(lái)講一個(gè)WebScoket最具代表性的一個(gè)第三方框架SocketRocket卵牍。
我們首先來(lái)看看它對(duì)外封裝的一些方法：
@interfaceSRWebSocket:NSObject@property(nonatomic,weak)id delegate;@property(nonatomic,readonly) SRReadyState readyState;@property(nonatomic,readonly,retain)NSURL*url;@property(nonatomic,readonly)CFHTTPMessageRefreceivedHTTPHeaders;// Optional array of cookies (NSHTTPCookie objects) to apply to the connections@property(nonatomic,readwrite)NSArray* requestCookies;// This returns the negotiated protocol.// It will be nil until after the handshake completes.@property(nonatomic,readonly,copy)NSString*protocol;// Protocols should be an array of strings that turn into Sec-WebSocket-Protocol.- (id)initWithURLRequest:(NSURLRequest*)request protocols:(NSArray*)protocols allowsUntrustedSSLCertificates:(BOOL)allowsUntrustedSSLCertificates;- (id)initWithURLRequest:(NSURLRequest*)request protocols:(NSArray*)protocols;- (id)initWithURLRequest:(NSURLRequest*)request;// Some helper constructors.- (id)initWithURL:(NSURL*)url protocols:(NSArray*)protocols allowsUntrustedSSLCertificates:(BOOL)allowsUntrustedSSLCertificates;- (id)initWithURL:(NSURL*)url protocols:(NSArray*)protocols;- (id)initWithURL:(NSURL*)url;// Delegate queue will be dispatch_main_queue by default.// You cannot set both OperationQueue and dispatch_queue.- (void)setDelegateOperationQueue:(NSOperationQueue*) queue;- (void)setDelegateDispatchQueue:(dispatch_queue_t) queue;// By default, it will schedule itself on +[NSRunLoop SR_networkRunLoop] using defaultModes.- (void)scheduleInRunLoop:(NSRunLoop*)aRunLoop forMode:(NSString*)mode;- (void)unscheduleFromRunLoop:(NSRunLoop*)aRunLoop forMode:(NSString*)mode;// SRWebSockets are intended for one-time-use only.? Open should be called once and only once.- (void)open;- (void)close;- (void)closeWithCode:(NSInteger)code reason:(NSString*)reason;// Send a UTF8 String or Data.- (void)send:(id)data;// Send Data (can be nil) in a ping message.- (void)sendPing:(NSData*)data;@end#pragma mark - SRWebSocketDelegate@protocolSRWebSocketDelegate// message will either be an NSString if the server is using text// or NSData if the server is using binary.- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didReceiveMessage:(id)message;@optional- (void)webSocketDidOpen:(SRWebSocket *)webSocket;- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didFailWithError:(NSError*)error;- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didCloseWithCode:(NSInteger)code reason:(NSString*)reason wasClean:(BOOL)wasClean;- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didReceivePong:(NSData*)pongPayload;// Return YES to convert messages sent as Text to an NSString. Return NO to skip NSData -> NSString conversion for Text messages. Defaults to YES.- (BOOL)webSocketShouldConvertTextFrameToString:(SRWebSocket *)webSocket;@end
方法也很簡(jiǎn)單，分為兩個(gè)部分：
一部分為SRWebSocket的初始化沦泌，以及連接糊昙，關(guān)閉連接，發(fā)送消息等方法谢谦。
另一部分為SRWebSocketDelegate释牺，其中包括一些回調(diào)：
收到消息的回調(diào)，連接失敗的回調(diào)回挽，關(guān)閉連接的回調(diào)没咙，收到pong的回調(diào)，是否需要把data消息轉(zhuǎn)換成string的代理方法千劈。
接著我們還是舉個(gè)例子來(lái)實(shí)現(xiàn)以下祭刚，首先來(lái)封裝一個(gè)TYHSocketManager單例：
TYHSocketManager.h
#importtypedefenum:NSUInteger{? ? disConnectByUser ,? ? disConnectByServer,} DisConnectType;@interfaceTYHSocketManager:NSObject+ (instancetype)share;- (void)connect;- (void)disConnect;- (void)sendMsg:(NSString*)msg;- (void)ping;@end
TYHSocketManager.m
#import"TYHSocketManager.h"#import"SocketRocket.h"#define dispatch_main_async_safe(block)\if([NSThreadisMainThread]) {\? ? ? ? block();\? ? }else{\dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block);\? ? }staticNSString* Khost =@"127.0.0.1";staticconstuint16_t Kport =6969;@interfaceTYHSocketManager(){? ? SRWebSocket *webSocket;NSTimer*heartBeat;NSTimeIntervalreConnectTime;? ? }@end@implementationTYHSocketManager+ (instancetype)share{staticdispatch_once_tonceToken;staticTYHSocketManager *instance =nil;dispatch_once(&onceToken, ^{? ? ? ? instance = [[selfalloc]init];? ? ? ? [instance initSocket];? ? });returninstance;}//初始化連接- (void)initSocket{if(webSocket) {return;? ? }? ? ? ? ? ? webSocket = [[SRWebSocket alloc]initWithURL:[NSURLURLWithString:[NSStringstringWithFormat:@"ws://%@:%d", Khost, Kport]]];? ? ? ? webSocket.delegate =self;//設(shè)置代理線程queueNSOperationQueue*queue = [[NSOperationQueuealloc]init];? ? queue.maxConcurrentOperationCount =1;? ? ? ? [webSocket setDelegateOperationQueue:queue];//連接[webSocket open];? ? ? ? }//初始化心跳- (void)initHeartBeat{? ? ? ? dispatch_main_async_safe(^{? ? ? ? ? ? ? ? [selfdestoryHeartBeat];? ? ? ? ? ? ? ? __weaktypeof(self) weakSelf =self;//心跳設(shè)置為3分鐘，NAT超時(shí)一般為5分鐘heartBeat = [NSTimerscheduledTimerWithTimeInterval:3*60repeats:YESblock:^(NSTimer* _Nonnull timer) {NSLog(@"heart");//和服務(wù)端約定好發(fā)送什么作為心跳標(biāo)識(shí)，盡可能的減小心跳包大小[weakSelf sendMsg:@"heart"];? ? ? ? }];? ? ? ? [[NSRunLoopcurrentRunLoop]addTimer:heartBeat forMode:NSRunLoopCommonModes];? ? })? ? }//取消心跳- (void)destoryHeartBeat{? ? dispatch_main_async_safe(^{if(heartBeat) {? ? ? ? ? ? [heartBeat invalidate];? ? ? ? ? ? heartBeat =nil;? ? ? ? }? ? })? }#pragma mark - 對(duì)外的一些接口//建立連接- (void)connect{? ? [selfinitSocket];//每次正常連接的時(shí)候清零重連時(shí)間reConnectTime =0;}//斷開連接- (void)disConnect{if(webSocket) {? ? ? ? [webSocket close];? ? ? ? webSocket =nil;? ? }}//發(fā)送消息- (void)sendMsg:(NSString*)msg{? ? [webSocket send:msg];? ? }//重連機(jī)制- (void)reConnect{? ? [selfdisConnect];//超過(guò)一分鐘就不再重連 所以只會(huì)重連5次 2^5 = 64if(reConnectTime >64) {return;? ? }? ? ? ? dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(reConnectTime *NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{? ? ? ? webSocket =nil;? ? ? ? [selfinitSocket];? ? });//重連時(shí)間2的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)if(reConnectTime ==0) {? ? ? ? reConnectTime =2;? ? }else{? ? ? ? reConnectTime *=2;? ? }}//pingPong- (void)ping{? ? ? ? [webSocket sendPing:nil];}#pragma mark - SRWebSocketDelegate- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didReceiveMessage:(id)message{NSLog(@"服務(wù)器返回收到消息:%@",message);}- (void)webSocketDidOpen:(SRWebSocket *)webSocket{NSLog(@"連接成功");//連接成功了開始發(fā)送心跳[selfinitHeartBeat];}//open失敗的時(shí)候調(diào)用- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didFailWithError:(NSError*)error{NSLog(@"連接失敗.....\n%@",error);//失敗了就去重連[selfreConnect];}//網(wǎng)絡(luò)連接中斷被調(diào)用- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didCloseWithCode:(NSInteger)code reason:(NSString*)reason wasClean:(BOOL)wasClean{NSLog(@"被關(guān)閉連接涡驮，code:%ld,reason:%@,wasClean:%d",code,reason,wasClean);//如果是被用戶自己中斷的那么直接斷開連接宜鸯，否則開始重連if(code == disConnectByUser) {? ? ? ? [selfdisConnect];? ? }else{? ? ? ? ? ? ? ? [selfreConnect];? ? }//斷開連接時(shí)銷毀心跳[selfdestoryHeartBeat];}//sendPing的時(shí)候，如果網(wǎng)絡(luò)通的話遮怜，則會(huì)收到回調(diào)，但是必須保證ScoketOpen鸿市，否則會(huì)crash- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didReceivePong:(NSData*)pongPayload{NSLog(@"收到pong回調(diào)");}//將收到的消息锯梁，是否需要把data轉(zhuǎn)換為NSString，每次收到消息都會(huì)被調(diào)用焰情，默認(rèn)YES//- (BOOL)webSocketShouldConvertTextFrameToString:(SRWebSocket *)webSocket//{//? ? NSLog(@"webSocketShouldConvertTextFrameToString");////? ? return NO;//}
.m文件有點(diǎn)長(zhǎng)陌凳，大家可以參照github中的demo進(jìn)行閱讀，這回我們添加了一些細(xì)節(jié)的東西了内舟，包括一個(gè)簡(jiǎn)單的心跳合敦，重連機(jī)制，還有webScoket封裝好的一個(gè)pingpong機(jī)制验游。
代碼非常簡(jiǎn)單充岛，大家可以配合著注釋讀一讀，應(yīng)該很容易理解耕蝉。
需要說(shuō)一下的是這個(gè)心跳機(jī)制是一個(gè)定時(shí)的間隔崔梗，往往我們可能會(huì)有更復(fù)雜實(shí)現(xiàn)，比如我們正在發(fā)送消息的時(shí)候垒在，可能就不需要心跳蒜魄。當(dāng)不在發(fā)送的時(shí)候在開啟心跳之類的。微信有一種更高端的實(shí)現(xiàn)方式场躯，有興趣的小伙伴可以看看：
還有一點(diǎn)需要說(shuō)的就是這個(gè)重連機(jī)制谈为，demo中我采用的是2的指數(shù)級(jí)別增長(zhǎng)，第一次立刻重連踢关，第二次2秒伞鲫，第三次4秒，第四次8秒...直到大于64秒就不再重連签舞。而任意的一次成功的連接榔昔，都會(huì)重置這個(gè)重連時(shí)間。
最后一點(diǎn)需要說(shuō)的是瘪菌，這個(gè)框架給我們封裝的webscoket在調(diào)用它的sendPing方法之前撒会，一定要判斷當(dāng)前scoket是否連接，如果不是連接狀態(tài)师妙，程序則會(huì)crash诵肛。
客戶端的實(shí)現(xiàn)就大致如此，接著同樣我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)服務(wù)端，來(lái)看看實(shí)際通訊效果怔檩。
webScoket服務(wù)端實(shí)現(xiàn)
在這里我們無(wú)法沿用之前的node.js例子了褪秀，因?yàn)檫@并不是一個(gè)原生的scoket，這是webScoket薛训，所以我們服務(wù)端同樣需要遵守webScoket協(xié)議媒吗，兩者才能實(shí)現(xiàn)通信。
其實(shí)這里實(shí)現(xiàn)也很簡(jiǎn)單乙埃，我采用了node.js的ws模塊闸英，只需要用npm去安裝ws即可。
什么是npm呢介袜？舉個(gè)例子甫何，npm之于Node.js相當(dāng)于cocospod至于iOS，它就是一個(gè)拓展模塊的一個(gè)管理工具遇伞。如果不知道怎么用的可以看看這篇文章：npm的使用
我們進(jìn)入當(dāng)前腳本目錄辙喂，輸入終端命令，即可安裝ws模塊：
$ npm install ws
大家如果懶得去看npm的小伙伴也沒(méi)關(guān)系鸠珠，直接下載github中的??WSServer.js這個(gè)文件運(yùn)行即可巍耗。
該源文件代碼如下：
varWebSocketServer =require('ws').Server,wss =newWebSocketServer({port:6969});wss.on('connection',function(ws){console.log('client connected');? ? ws.send('你是第'+ wss.clients.length +'位');//收到消息回調(diào)ws.on('message',function(message){console.log(message);? ? ? ? ws.send('收到:'+message);? ? ? });// 退出聊天? ws.on('close',function(close){console.log('退出連接了');? ? ? });? });console.log('開始監(jiān)聽6969端口');
代碼沒(méi)幾行，理解起來(lái)很簡(jiǎn)單渐排。
就是監(jiān)聽了本機(jī)6969端口芍锦，如果客戶端連接了，打印lient connected飞盆，并且向客戶端發(fā)送：你是第幾位娄琉。
如果收到客戶端消息后，打印消息吓歇，并且向客戶端發(fā)送這條收到的消息孽水。
接著我們同樣來(lái)運(yùn)行一下看看效果：
運(yùn)行我們可以看到，主動(dòng)去斷開的連接城看，沒(méi)有去重連女气，而server端斷開的，我們開啟了重連测柠。感興趣的朋友可以下載demo實(shí)際運(yùn)行一下炼鞠。
分割圖.png
4.我們接著來(lái)看看MQTT：
MQTT是一個(gè)聊天協(xié)議，它比webScoket更上層轰胁，屬于應(yīng)用層谒主。
它的基本模式是簡(jiǎn)單的發(fā)布訂閱，也就是說(shuō)當(dāng)一條消息發(fā)出去的時(shí)候赃阀，誰(shuí)訂閱了誰(shuí)就會(huì)受到霎肯。其實(shí)它并不適合IM的場(chǎng)景，例如用來(lái)實(shí)現(xiàn)有些簡(jiǎn)單IM場(chǎng)景，卻需要很大量的观游、復(fù)雜的處理搂捧。
比較適合它的場(chǎng)景為訂閱發(fā)布這種模式的，例如微信的實(shí)時(shí)共享位置懂缕，滴滴的地圖上小車的移動(dòng)允跑、客戶端推送等功能。
首先我們來(lái)看看基于MQTT協(xié)議的框架-MQTTKit:
這個(gè)框架是c來(lái)寫的搪柑，把一些方法公開在MQTTKit類中聋丝，對(duì)外用OC來(lái)調(diào)用，我們來(lái)看看這個(gè)類：
@interfaceMQTTClient:NSObject{structmosquitto *mosq;}@property(readwrite,copy)NSString*clientID;@property(readwrite,copy)NSString*host;@property(readwrite,assign)unsignedshortport;@property(readwrite,copy)NSString*username;@property(readwrite,copy)NSString*password;@property(readwrite,assign)unsignedshortkeepAlive;@property(readwrite,assign)BOOLcleanSession;@property(nonatomic,copy) MQTTMessageHandler messageHandler;+ (void) initialize;+ (NSString*) version;- (MQTTClient*) initWithClientId: (NSString*)clientId;- (void) setMessageRetry: (NSUInteger)seconds;#pragma mark - Connection- (void) connectWithCompletionHandler:(void(^)(MQTTConnectionReturnCode code))completionHandler;- (void) connectToHost: (NSString*)host? ? completionHandler:(void(^)(MQTTConnectionReturnCode code))completionHandler;- (void) disconnectWithCompletionHandler:(void(^)(NSUIntegercode))completionHandler;- (void) reconnect;- (void)setWillData:(NSData*)payload? ? ? ? ? ? toTopic:(NSString*)willTopic? ? ? ? ? ? withQos:(MQTTQualityOfService)willQosretain:(BOOL)retain;- (void)setWill:(NSString*)payload? ? ? ? toTopic:(NSString*)willTopic? ? ? ? withQos:(MQTTQualityOfService)willQosretain:(BOOL)retain;- (void)clearWill;#pragma mark - Publish- (void)publishData:(NSData*)payload? ? ? ? ? ? toTopic:(NSString*)topic? ? ? ? ? ? withQos:(MQTTQualityOfService)qosretain:(BOOL)retaincompletionHandler:(void(^)(intmid))completionHandler;- (void)publishString:(NSString*)payload? ? ? ? ? ? ? toTopic:(NSString*)topic? ? ? ? ? ? ? withQos:(MQTTQualityOfService)qosretain:(BOOL)retaincompletionHandler:(void(^)(intmid))completionHandler;#pragma mark - Subscribe- (void)subscribe:(NSString*)topicwithCompletionHandler:(MQTTSubscriptionCompletionHandler)completionHandler;- (void)subscribe:(NSString*)topic? ? ? ? ? withQos:(MQTTQualityOfService)qoscompletionHandler:(MQTTSubscriptionCompletionHandler)completionHandler;- (void)unsubscribe: (NSString*)topicwithCompletionHandler:(void(^)(void))completionHandler;
這個(gè)類一共分為4個(gè)部分：初始化拌屏、連接、發(fā)布术荤、訂閱倚喂，具體方法的作用可以先看看方法名理解下，我們接著來(lái)用這個(gè)框架封裝一個(gè)實(shí)例瓣戚。
同樣端圈，我們封裝了一個(gè)單例MQTTManager。
MQTTManager.h
#import@interfaceMQTTManager:NSObject+ (instancetype)share;- (void)connect;- (void)disConnect;- (void)sendMsg:(NSString*)msg;@end
MQTTManager.m
#import"MQTTManager.h"#import"MQTTKit.h"staticNSString* Khost =@"127.0.0.1";staticconstuint16_t Kport =6969;staticNSString* KClientID =@"tuyaohui";@interfaceMQTTManager(){? ? MQTTClient *client;? ? }@end@implementationMQTTManager+ (instancetype)share{staticdispatch_once_tonceToken;staticMQTTManager *instance =nil;dispatch_once(&onceToken, ^{? ? ? ? instance = [[selfalloc]init];? ? });returninstance;}//初始化連接- (void)initSocket{if(client) {? ? ? ? [selfdisConnect];? ? }? ? ? ? ? ? client = [[MQTTClient alloc] initWithClientId:KClientID];? ? client.port = Kport;? ? ? ? [client setMessageHandler:^(MQTTMessage *message)? ? {//收到消息的回調(diào)子库，前提是得先訂閱NSString*msg = [[NSStringalloc]initWithData:message.payload encoding:NSUTF8StringEncoding];NSLog(@"收到服務(wù)端消息：%@",msg);? ? ? ? ? ? ? }];? ? ? ? [client connectToHost:Khost completionHandler:^(MQTTConnectionReturnCode code) {switch(code) {caseConnectionAccepted:NSLog(@"MQTT連接成功");//訂閱自己ID的消息舱权，這樣收到消息就能回調(diào)[client subscribe:client.clientID withCompletionHandler:^(NSArray*grantedQos) {NSLog(@"訂閱tuyaohui成功");? ? ? ? ? ? ? ? }];break;caseConnectionRefusedBadUserNameOrPassword:NSLog(@"錯(cuò)誤的用戶名密碼");//....default:NSLog(@"MQTT連接失敗");break;? ? ? ? }? ? ? ? ? ? }];}#pragma mark - 對(duì)外的一些接口//建立連接- (void)connect{? ? [selfinitSocket];}//斷開連接- (void)disConnect{if(client) {//取消訂閱[client unsubscribe:client.clientID withCompletionHandler:^{NSLog(@"取消訂閱tuyaohui成功");? ? ? ? }];//斷開連接[client disconnectWithCompletionHandler:^(NSUIntegercode) {NSLog(@"斷開MQTT成功");? ? ? ? }];? ? ? ? ? ? ? ? client =nil;? ? }}//發(fā)送消息- (void)sendMsg:(NSString*)msg{//發(fā)送一條消息，發(fā)送給自己訂閱的主題[client publishString:msg toTopic:KClientID withQos:ExactlyOnceretain:YEScompletionHandler:^(intmid) {? ? ? ? ? ? }];}@end
實(shí)現(xiàn)代碼很簡(jiǎn)單仑嗅，需要說(shuō)一下的是：
1）當(dāng)我們連接成功了宴倍，我們需要去訂閱自己clientID的消息，這樣才能收到發(fā)給自己的消息仓技。
2）其次是這個(gè)框架為我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)QOS機(jī)制鸵贬，那么什么是QOS呢？
QoS（Quality of Service脖捻，服務(wù)質(zhì)量）指一個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠利用各種基礎(chǔ)技術(shù)阔逼，為指定的網(wǎng)絡(luò)通信提供更好的服務(wù)能力, 是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制， 是用來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問(wèn)題的一種技術(shù)地沮。
在這里嗜浮，它提供了三個(gè)選項(xiàng)：
typedefenumMQTTQualityOfService :NSUInteger{? ? AtMostOnce,? ? AtLeastOnce,? ? ExactlyOnce} MQTTQualityOfService;
分別對(duì)應(yīng)最多發(fā)送一次，至少發(fā)送一次摩疑，精確只發(fā)送一次危融。
QOS(0),最多發(fā)送一次：如果消息沒(méi)有發(fā)送過(guò)去，那么就直接丟失雷袋。
QOS(1),至少發(fā)送一次：保證消息一定發(fā)送過(guò)去专挪，但是發(fā)幾次不確定。
QOS(2),精確只發(fā)送一次：它內(nèi)部會(huì)有一個(gè)很復(fù)雜的發(fā)送機(jī)制，確保消息送到寨腔，而且只發(fā)送一次速侈。
更詳細(xì)的關(guān)于該機(jī)制可以看看這篇文章：MQTT協(xié)議筆記之消息流QOS。
同樣的我們需要一個(gè)用MQTT協(xié)議實(shí)現(xiàn)的服務(wù)端迫卢，我們還是node.js來(lái)實(shí)現(xiàn)倚搬，這次我們還是需要用npm來(lái)新增一個(gè)模塊mosca。
我們來(lái)看看服務(wù)端代碼：
MQTTServer.js
varmosca =require('mosca');varMqttServer =newmosca.Server({port:6969});? ? MqttServer.on('clientConnected',function(client){console.log('收到客戶端連接乾蛤，連接ID：', client.id);? });/**
* 監(jiān)聽MQTT主題消息
**/MqttServer.on('published',function(packet, client){vartopic = packet.topic;console.log('有消息來(lái)了','topic為：'+topic+',message為：'+ packet.payload.toString());? ? });? MqttServer.on('ready',function(){console.log('mqtt服務(wù)器開啟每界，監(jiān)聽6969端口');? });
服務(wù)端代碼沒(méi)幾行，開啟了一個(gè)服務(wù)家卖，并且監(jiān)聽本機(jī)6969端口眨层。并且監(jiān)聽了客戶端連接、發(fā)布消息等狀態(tài)上荡。
接著我們同樣來(lái)運(yùn)行一下看看效果：
至此趴樱，我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的MQTT封裝。
5.XMPP：XMPPFramework框架
結(jié)果就是并沒(méi)有XMPP...因?yàn)閭€(gè)人感覺(jué)XMPP對(duì)于IM來(lái)說(shuō)實(shí)在是不堪重用酪捡。僅僅只能作為一個(gè)玩具demo叁征，給大家練練手。網(wǎng)上有太多XMPP的內(nèi)容了逛薇，相當(dāng)一部分用openfire來(lái)做服務(wù)端捺疼，這一套東西實(shí)在是太老了。還記得多年前永罚，樓主初識(shí)IM就是用的這一套東西...
如果大家仍然感興趣的可以看看這篇文章：iOS 的 XMPPFramework 簡(jiǎn)介啤呼。這里就不舉例贅述了。
三呢袱、關(guān)于IM傳輸格式的選擇：
引用陳宜龍大神文章（iOS程序犭袁?）中一段：
使用 ProtocolBuffer 減少 Payload
滴滴打車40%媳友；
攜程之前分享過(guò)，說(shuō)是采用新的Protocol Buffer數(shù)據(jù)格式+Gzip壓縮后的Payload大小降低了15%-45%产捞。數(shù)據(jù)序列化耗時(shí)下降了80%-90%醇锚。
采用高效安全的私有協(xié)議，支持長(zhǎng)連接的復(fù)用坯临，穩(wěn)定省電省流量
【高效】提高網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求成功率焊唬，消息體越大，失敗幾率隨之增加看靠。
【省流量】流量消耗極少赶促，省流量。一條消息數(shù)據(jù)用Protobuf序列化后的大小是 JSON 的1/10挟炬、XML格式的1/20鸥滨、是二進(jìn)制序列化的1/10嗦哆。同 XML 相比， Protobuf 性能優(yōu)勢(shì)明顯婿滓。它以高效的二進(jìn)制方式存儲(chǔ)老速，比 XML 小 3 到 10 倍，快 20 到 100 倍凸主。
【省電】省電
【高效心跳包】同時(shí)心跳包協(xié)議對(duì)IM的電量和流量影響很大橘券，對(duì)心跳包協(xié)議上進(jìn)行了極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)：僅 1 Byte 。
【易于使用】開發(fā)人員通過(guò)按照一定的語(yǔ)法定義結(jié)構(gòu)化的消息格式卿吐，然后送給命令行工具旁舰，工具將自動(dòng)生成相關(guān)的類，可以支持java嗡官、c++箭窜、python、Objective-C等語(yǔ)言環(huán)境衍腥。通過(guò)將這些類包含在項(xiàng)目中磺樱，可以很輕松的調(diào)用相關(guān)方法來(lái)完成業(yè)務(wù)消息的序列化與反序列化工作。語(yǔ)言支持：原生支持c++紧阔、java坊罢、python续担、Objective-C等多達(dá)10余種語(yǔ)言擅耽。 2015-08-27 Protocol Buffers v3.0.0-beta-1中發(fā)布了Objective-C(Alpha)版本， 2016-07-28 3.0 Protocol Buffers v3.0.0正式版發(fā)布物遇，正式支持 Objective-C乖仇。
【可靠】微信和手機(jī) QQ 這樣的主流 IM 應(yīng)用也早已在使用它（采用的是改造過(guò)的Protobuf協(xié)議）
如何測(cè)試驗(yàn)證 Protobuf 的高性能？
對(duì)數(shù)據(jù)分別操作100次询兴，1000次乃沙，10000次和100000次進(jìn)行了測(cè)試，
縱坐標(biāo)是完成時(shí)間诗舰，單位是毫秒警儒，
反序列化
序列化
字節(jié)長(zhǎng)度
數(shù)據(jù)來(lái)自：項(xiàng)目?thrift-protobuf-compare眶根，測(cè)試項(xiàng)為 Total Time蜀铲，也就是 指一個(gè)對(duì)象操作的整個(gè)時(shí)間，包括創(chuàng)建對(duì)象属百，將對(duì)象序列化為內(nèi)存中的字節(jié)序列记劝，然后再反序列化的整個(gè)過(guò)程。從測(cè)試結(jié)果可以看到 Protobuf 的成績(jī)很好.
缺點(diǎn)：
可能會(huì)造成 APP 的包體積增大族扰，通過(guò) Google 提供的腳本生成的 Model厌丑，會(huì)非扯ㄅ罚“龐大”，Model 一多怒竿，包體積也就會(huì)跟著變大砍鸠。
如果 Model 過(guò)多，可能導(dǎo)致 APP 打包后的體積驟增愧口，但 IM 服務(wù)所使用的 Model 非常少睦番，比如在 ChatKit-OC 中只用到了一個(gè) Protobuf 的 Model：Message對(duì)象，對(duì)包體積的影響微乎其微耍属。
在使用過(guò)程中要合理地權(quán)衡包體積以及傳輸效率的問(wèn)題托嚣，據(jù)說(shuō)去哪兒網(wǎng)，就曾經(jīng)為了減少包體積厚骗，進(jìn)而減少了 Protobuf 的使用示启。
綜上所述，我們選擇傳輸格式的時(shí)候：ProtocolBuffer?>?Json?>?XML
如果大家對(duì)ProtocolBuffer用法感興趣可以參考下這兩篇文章：
ProtocolBuffer for Objective-C 運(yùn)行環(huán)境配置及使用
三领舰、IM一些其它問(wèn)題
1.IM的可靠性：
我們之前穿插在例子中提到過(guò)：
心跳機(jī)制夫嗓、PingPong機(jī)制、斷線重連機(jī)制冲秽、還有我們后面所說(shuō)的QOS機(jī)制舍咖。這些被用來(lái)保證連接的可用，消息的即時(shí)與準(zhǔn)確的送達(dá)等等锉桑。
上述內(nèi)容保證了我們IM服務(wù)時(shí)的可靠性排霉，其實(shí)我們能做的還有很多：比如我們?cè)诖笪募鬏數(shù)臅r(shí)候使用分片上傳、斷點(diǎn)續(xù)傳民轴、秒傳技術(shù)等來(lái)保證文件的傳輸攻柠。
2.安全性：
我們通常還需要一些安全機(jī)制來(lái)保證我們IM通信安全。
例如：防止 DNS 污染后裸、帳號(hào)安全瑰钮、第三方服務(wù)器鑒權(quán)、單點(diǎn)登錄等等
3.一些其他的優(yōu)化：
類似微信微驶，服務(wù)器不做聊天記錄的存儲(chǔ)浪谴，只在本機(jī)進(jìn)行緩存，這樣可以減少對(duì)服務(wù)端數(shù)據(jù)的請(qǐng)求因苹，一方面減輕了服務(wù)器的壓力苟耻，另一方面減少客戶端流量的消耗。
我們進(jìn)行http連接的時(shí)候盡量采用上層API容燕，類似NSUrlSession梁呈。而網(wǎng)絡(luò)框架盡量使用AFNetWorking3。因?yàn)檫@些上層網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求都用的是HTTP/2 蘸秘，我們請(qǐng)求的時(shí)候可以復(fù)用這些連接官卡。
更多優(yōu)化相關(guān)內(nèi)容可以參考參考這篇文章：
IM 即時(shí)通訊技術(shù)在多應(yīng)用場(chǎng)景下的技術(shù)實(shí)現(xiàn)蝗茁，以及性能調(diào)優(yōu)
四、音視頻通話
IM應(yīng)用中的實(shí)時(shí)音視頻技術(shù)寻咒，幾乎是IM開發(fā)中的最后一道高墻哮翘。原因在于：實(shí)時(shí)音視頻技術(shù) = 音視頻處理技術(shù) + 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù) 的橫向技術(shù)應(yīng)用集合體，而公共互聯(lián)網(wǎng)不是為了實(shí)時(shí)通信設(shè)計(jì)的毛秘。
實(shí)時(shí)音視頻技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)內(nèi)容主要包括：音視頻的采集饭寺、編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸叫挟、解碼艰匙、播放等環(huán)節(jié)。這么多項(xiàng)并不簡(jiǎn)單的技術(shù)應(yīng)用抹恳，如果把握不當(dāng)员凝，將會(huì)在在實(shí)際開發(fā)過(guò)程中遇到一個(gè)又一個(gè)的坑。
因?yàn)闃侵髯约簩?duì)這塊的技術(shù)理解很淺奋献，所以引用了一個(gè)系列的文章來(lái)給大家一個(gè)參考健霹，感興趣的朋友可以看看：
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（一）：視頻編解碼之理論概述》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（二）：視頻編解碼之?dāng)?shù)字視頻介紹》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（三）：視頻編解碼之編碼基礎(chǔ)》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（四）：視頻編解碼之預(yù)測(cè)技術(shù)介紹》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（五）：認(rèn)識(shí)主流視頻編碼技術(shù)H.264》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（六）：如何開始音頻編解碼技術(shù)的學(xué)習(xí)》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（七）：音頻基礎(chǔ)及編碼原理入門》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（八）：常見的實(shí)時(shí)語(yǔ)音通訊編碼標(biāo)準(zhǔn)》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（九）：實(shí)時(shí)語(yǔ)音通訊的回音及回音消除?概述》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（十）：實(shí)時(shí)語(yǔ)音通訊的回音消除?技術(shù)詳解》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（十一）：實(shí)時(shí)語(yǔ)音通訊丟包補(bǔ)償技術(shù)詳解》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（十二）：多人實(shí)時(shí)音視頻聊天架構(gòu)探討》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（十三）：實(shí)時(shí)視頻編碼H.264的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（十四）：實(shí)時(shí)音視頻數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議介紹》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（十五）：聊聊P2P與實(shí)時(shí)音視頻的應(yīng)用情況》
《即時(shí)通訊音視頻開發(fā)（十六）：移動(dòng)端實(shí)時(shí)音視頻開發(fā)的幾個(gè)建議》
