本文在編寫時參考了博客作者“鹿呦呦”和在線課程“即時消息技術剖析與實戰”的相關資料，一并表示感謝。
1、系列文章引言
IM系統看似簡單（沒錯，很多土老板認為開發個qq和微信也就是幾萬塊錢的事... ），實責是眾多技術的應用合體，包括網絡編程、移動開發、后端開發、高并發、高可用、高安全等技術范疇，再加上多端使用不同的編程語言，想要湊齊一個典型的IM產品技術棧那也不是個容易事。
而對于IM開發入門者來說，想要在眾多的IM技術術語和概念中找到學習的方向和需要的資料，那也是件很讓人抓狂的事。如果看到不該看的技術深水區文章，直接從入門到放棄——被活活嚇退，那也是相當悲劇的。
本系列文章將盡量從理論概念入手，通俗易懂的梳理IM中的基礎技術概念和熱門技術點，希望能幫你理清看似一團亂麻的IM知識體系，助你找到清晰的IM技術學習方向，來日工資翻倍、迎娶白富美也未必不可能！
友情提示：本系列文章側重于理論概念的講述，篇幅有限，點到即止，如需系統、深入、具體地學習IM技術的方方面面，請從此文入手：《新手入門一篇就夠：從零開發移動端IM》（史詩級文章，適合從入門到放棄）。
學習交流：
- 即時通訊/推送技術開發交流5群：215477170[推薦]
- 移動端IM開發入門文章：《新手入門一篇就夠：從零開發移動端IM》
2、系列文章目錄
《IM開發快速入門(一)：什么是IM系統？》（* 本文）
《IM開發快速入門(二)：什么是IM系統的實時性？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(三)：什么是IM系統的可靠性？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(四)：什么是IM系統的一致性？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(五)：什么是IM系統的安全性？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(六)：什么是IM系統的的心跳機制？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(七)：如何理解并實現IM系統消息未讀數？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(八)：如何理解并實現IM系統的多端消息漫游？ (稍后發布)》
3、本文內容概述
本文將帶你快速了解一個主流IM系統的應用場景、典型架構、技術特點和功能組成，幫你快速建立對IM系統的主觀認知。
如果你不想從技術的角度理解IM原理，可以嘗試閱讀此文：《知識科普：IM聊天應用是如何將消息發送給對方的？（非技術篇）》。
本文已收入即時通訊網的入門綱領性文章《新手入門一篇就夠：從零開發移動端IM》。
本文已同步發布于“即時通訊技術圈”公眾號，歡迎關注：
▲ 本文在公眾號上的鏈接是：https://mp.weixin.qq.com/s/h7L4UGHRl7qI1bi8WyZ5iw，原文鏈接是：http://www.52im.net/thread-3065-1-1.html
4、IM的應用場景
IM其實并不局限于聊天、社交這類“典型”應用中，實際上它已經廣泛運用于我們身邊形形色色的軟件中。
聊天、直播、在線客服、物聯網等所有需要實時互動、高實時性的場景等等，都需要應用到 IM 技術。
下面這些場景是我們大家都熟悉的，都用到了IM技術：
- 1）微信、qq、釘釘等主流IM應用：這是IM技術的典型應用場景；
- 2）微博、知乎等社區應用：它們利用IM技術實現了用戶私信等點對點聊天；
- 3）抖音、快手等直播/短視頻應用：它們利用IM技術實現了與主播的實時互動；
- 4）米家等智能家居物聯網應用：利用IM技術實現實時控制、遠程監控等；
- 5）滴滴、Uber等共享家通類應用：利用IM技術實現位置共享；
- 6）在線教育類應用：利用IM技術實現在線白板。
5、IM的典型架構
一個典型的IM架構類似于下圖這樣：
（本圖引用自《即時消息技術剖析與實戰》學習筆記1——IM系統的架構》一文）
如上圖所示，IM架構中的各分層職責如下：
- 1）客戶端：作為與服務端進行消息收發通信的終端；
- 2）接入層：也叫網關層，為客戶端收發消息提供入口；
- 3）邏輯層：負責IM系統各功能的核心邏輯實現；
- 4）存儲層：負責IM系統相關數據的持久化存儲，包括消息內容、賬號信息、社交關系鏈等；
- 5）第三方服務：保證APP在未打開或后臺運行時也能收到消息通知（這主要是第第3方消息推送服務）。
尤其對于“接入層”，它的職責最為關鍵，具體是：
- 1）保持海量用戶連接；
- 2）解析協議，對傳輸內容進行編解碼；
- 3）維護客戶端的連接（也叫“Session”）；
- 4）推送消息。
以下文章適合IM架構設計入門，有興趣可以讀一讀：
6、IM技術的特點
IM技術的特點主要就是以下4點：
▶ 1）實時性：
對于IM系統，“實時”二字是精髓，也是這項技術存在關鍵意義所在。它保證的是消息的實時觸達。
舉個例子：如果跟你的好友微信或qq聊天，我發的消息他不能即時收到，或者他發的信息你也不知道什么時候能收到，這基本上也就沒法聊下去了（干嗎不痛快打個電話呢）。
▶ 2）可靠性：
保證消息的不丟失和不重復，是IM系統的另一個關鍵技術特點。試想，當你在用qq或微信跟女朋友聊天，好不容易鼓起勇氣向“她”表白，結果這消息要是丟包了，那肯定得卸載應用了，搞不好砸手機都有可能。當然，好話不說二遍，消息重復也同樣惱人。
以下文章對消息的不丟/不重問題進行了深入探討，有興趣可以詳讀：
▶ 3）一致性：
對于單聊消息而言，保證同一個設備的時間順序、不同設備的漫游同步，也是相當重要的一環。
IM系統中的消息交互，就到底就是人跟人在“說話”，前言不搭理后言、或者胡言亂語式的消息展現，那不是人瘋了就是程序瘋了，總之就是沒法再聊下去了。
以下文章對消息時序問題進行了深入探討，有興趣可以詳讀：
▶ 4）安全性：
保證數據傳輸安全、數據存儲安全、消息內容安全，也是IM系統必不可少的特性。尤其在私聊場景下，如果不能做到安全性，聊天的體驗跟被人偷窺的感覺是沒有區別的。
以下文章對IM的安全問題進行了深入探討，有興趣可以詳讀：
7、IM的功能組成
淺顯的角度講，一個典型的IM功能組成，無非就是以下5樣：
- 1）聯系人列表；
- 2）聊天界面；
- 3）消息發送通道；
- 4）消息接收通道；
- 5）消息存儲；
- 6）消息未讀數。
我們一樣一樣來說說各自的用途。
▶ 1）聯系人列表：
這個很好理解，使用IM系統的第一步，就是要解決“跟誰聊”的問題。從功能表象上來說，聯系人列表也就是社交關系列表，無非就是個信息列表界面，有什么特殊的地方？
聯系人列表看似簡單，實際上它是一系列IM系統的社交關系確立動作的結果體現。
要想建立聯系人列表，你可能需要實現以下邏輯：
- 1）怎么能找到想要聊天的人？（需要實現隨機查找？精確查找？）
- 2）怎么決定要不要跟這個人聊？（需要實現對方的個人信息查看）
- 3）開始發出好友請求；
- 4）被請求的一方，還可以決定是“同意”還是“拒絕”（“同意”該怎么處理？“拒絕”又該怎么處理？）。
總的來說，聯系人列表的建立，是一個IM系統聊天關系確立的表現，不可或缺。
▶ 2）聊天界面：
聊天界面看似很平常，實際它就是IM系統客戶端的核心功能所在，所有主要的IM功能都是通過它展現。
它應該具備的能力有：
- 1）各種聊天功能按鈕：語音留言、圖片、文字、表情、文件、實時電話、實時視頻等；
- 2）各種聊天消息顯示：各種消息都有不同的UI顯示元素和處理邏輯；
- 3）流暢的使用體驗：大量不同類型的消息顯示時，不能卡頓；
- 4）即時顯示聊天消息：網絡線程收到的消息，要馬上在UI上顯示出來；
- 5）歷史消息的加載：上次聊過的內容也得顯示出來吧。
以上只是簡單羅列，這看似簡單的聊天界面，能把上面列表的事情做好，工作量也不小吧。
▶ 3）消息發送通道：
下圖是一個典型的IM消息收發通道示意：
如上圖所示，消息發送通道這個比較好懂，最淺顯易懂的理解就是用tcp或udp，建立socket長連接，需要發消息的時候，wirte一下就過去了，好簡單！
但，事情往往不是想象的這么簡單：
- 1）如何保證這條socket長連接時一直處于可用的狀態？
- 2）當socket長連接不可用時，用戶此時發送的消息該怎么處理？
- 3）怎么保證發送的消息不丟？
- 4）怎么保證發送的消息不復重？
- 5）怎么保證發送的消息亂序？
- 6）當對方不在線時，發送的消息去哪了？
- 7）發送的消息，能保證實時送到？
這么一說，事情還挺多（那不廢話嗎。。。）。
▶ 4）消息接收通道：
正如上節中的消息收發通道示意圖所示，消息接收通道也很好理解，對方通過消息發送通道write的消息，我得收到并顯示啊。
要實現一個可靠的消息接收通道，也并非易事：
- 1）如何保證socket長連接通道能隨時處于良好的邊接狀態（隨時接收對方write的消息）；
- 2）當socket長連接斷開時，對方發送消息該怎么實現？
- 3）當socket恢復連接時，怎么恢復之前的聊天現場？
- 4）當我收到對方的消息時，對方怎么知道我已經收到了？
- 5）當重復收到對方的消息時，該怎么處理？
- 6）當收到的消息時序有錯亂，該怎么處理？
▶ 5）消息存儲：
消息存儲這個功能好理解，聊天的消息如果存儲，下次再聊的時候就不知道之前聊過什么，做不到這一點，這個IM系統的聊天體驗好不起來。
那么，哪些情況下需要進行消息存儲呢：
- 1）對方不在線時：聊天消息應該存儲（這叫離線消息存儲）；
- 2）對方在線時：聊天消息也要存到本地存儲（這叫消息緩存）；
- 3）對方在線或不在線時：聊天消息都要存到服務端（用于實現多設備的消息漫游和同步）。
具體要存儲的內容和時機也就上面這幾樣。
但技術落到實處，要做的事情同樣少不了：
- 1）離線消息該怎么多久？
- 2）圖片、短視頻、大文件這類的離線消息，多媒體文件該怎么存（有可能量會很大）？
- 3）當本地的消息積累太多時，怎么能保證本地存儲的性能？
- 4）當應用更新、升級或異常時，怎么能保證本地存儲的完整性（不被破壞）？
- 5）怎么能保證多設備消息能不丟、不重、不亂？
這么多需要考慮的內容，也挺讓人抓狂。
下圖是一個IM系統的典型存儲架構設計，了解一下：
（本圖引用自《現代IM系統中聊天消息的同步和存儲方案探討》一文）
存儲是IM系統的基石，以下文章可以深入閱讀：
▶ 6）消息未讀數：
消息未讀數？看起來也就是那個所有IM應用都有的未讀小紅點嘛。是的，看起來也好簡單！
然而，消息未讀數功能的實現也一樣不簡單：
- 1）未讀數是客戶端實現還是服務端實現？
- 2）會話未讀和總未讀怎么保持一致？
- 3）多終端情況下，怎么保證未讀數的一致性（我在這臺設備上讀沒讀，那臺設備怎么知道的？）？
是的，看起來就這么簡簡單單的3件事，但深入思考一下，還真的簡單不起來。
8、本文小結
IM系統的應用場景已經不單單是IM聊天應用這一種形態，它已經融入到互聯網應用的方方面面，必竟誰都想自已的應用具備“實時”交互這種能力，因為體驗太好了。
IM系統典型架構無非就是網絡接入層、業務邏輯層、數據存儲層，除開網絡接入層，其它各層其實跟普通的應用系統看起來差別并不是太大。
IM系統的技術特點來說，就是實時性、可靠性、一致性、安全性，除了實時性對于多數應用來說并不關心，其它的指標也很好理解。
IM系統的功能組成上，聯系人列表用于數據模型的建立、聊天界面承載了IM系統的終端展現、消息的收發通道用于實現“實時”這個特性、存儲和未讀數看似不是必須但用戶體驗上確必不可少。
附錄：更多IM開發資料匯總
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