由于多年前開發(fā)了一款聊天軟件，今天朋友給我打電話，說他們公司準備開發(fā)一款內部使用的溝通交流工具，找我咨詢關于即時聊天軟件一些經驗，于是跟他聊了一些關于這方面的東西，所以在這里做個總結。
最簡單的聊天系統(tǒng)
設計一個聊天系統(tǒng)首先想到的設計就是：
A發(fā)消息給B，B發(fā)消息給A，A，B能相互收到對方發(fā)送的消息。我們不考慮在同一個局域網或者UDP穿透等特殊情況的，A，B是網絡上隨意的兩臺設備，所以我們需要通過一臺A，B能同時訪問到的機器做中轉，A發(fā)消息給B的過程是：A, B同時連接Core服務器, A把消息發(fā)送給Core服務器，Core服務器把消息轉發(fā)給B，B發(fā)消息給A的過程是同理，一個簡單的聊天系統(tǒng)就成型了。
可以用的方案
最簡單的聊天系統(tǒng)成型，但是這僅僅是最簡單的系統(tǒng)，僅僅是一對一聊天，談不上可以用性，真正可用的系統(tǒng)我們必須解決如下問題：
- 保存必要的客戶端信息，提供注冊，登陸，獲取自身用戶信息，增加好友，獲取好友信息等功能。
- 大量的用戶同時在線相互發(fā)送消息。
- 發(fā)送文字，圖片，語音和視頻。（語音和視頻通話通話我們不在此處說明，以后另文詳說）
- 獲取離線消息。
- 對移動設備的不在線的消息推送。
為了解決上面的問題，提出了一套新的架構方案，如圖：
圖中節(jié)點A,B,C,D為客戶端，為了圖形容易觀看，僅A畫出了跟服務器的連接線連接了服務器，其他客戶端連接也跟A相同。
架構圖中一共有6個服務器和兩個存儲：http用戶服務器，gate服務器，core服務器，http離線消息服務器，http文件服務器，push服務器和數(shù)據(jù)庫存儲，文件系統(tǒng)存儲。現(xiàn)在來分析這些服務器和存儲的作用：
1, http用戶服務器主要負責三個方面：(1)負責客戶端的注冊，把注冊的用戶信息寫入數(shù)據(jù)庫, (2)用戶登陸時驗證用戶信息的正確性，并返回用戶的個人信息, (3)添加和刪除好友時把信息寫入數(shù)據(jù)庫。所以此服務器跟數(shù)據(jù)庫之間有數(shù)據(jù)的寫入刷新，也有讀取，所以是雙向箭頭。
2，core服務器主要是消息的判別和轉發(fā)，core收到消息，判別消息是否正確（從數(shù)據(jù)庫中查看消息來源用戶和目標用戶是否為好友，是否為正確格式的消息，登陸信息是否過期等），返回重新打包成發(fā)送給客戶端接收的消息給gate服務器，讓gate服務器發(fā)送給客戶端。此過程中core服務器還可以做其他操作，例如存儲消息。
3，gate服務器負責客戶端信息的收發(fā)工作，作為core服務器和客戶端之間的橋梁，減少客戶端直接連接core服務器產生的連接管理工作，gate來直接管理客戶端的連接，core只需要負責消息的判別和轉發(fā)。如果gate對客戶端的消息發(fā)送失敗，把消息作為離線消息保存到數(shù)據(jù)庫，如果是移動端要把消息通知給push服務器。
4， push服務器專門接收gate服務器檢測到的移動端不在線的情況下發(fā)送過來消息并把消息推送給客戶端。
5，http離線消息服務器主要功能是獲取客戶端沒有登陸或者移動客戶端App在后臺與gate服務器連接中斷時未即時收到的消息。
6, http文件服務器主要作用是發(fā)送文件語音和視頻文件時用來做文件中轉服務。
現(xiàn)在整理如何通過上述服務器來實現(xiàn)一個正確的聊天流程：
首先我們把消息分為兩類，第一類是普通的文本消息，第二類是語音視頻和文件消息。
普通文本消息的發(fā)送和接收流程，客戶端用http用戶服務器注冊成為用戶，通過http用戶服務器登陸并獲取用戶信息，此時用戶是登陸狀態(tài)，連接gate服務器，并發(fā)送消息給好友，gate服務器把消息轉發(fā)給core服務器，core服務器處理消息后把消息轉發(fā)給gate服務器，gate服務器發(fā)送消息給目標機器，發(fā)送成功，消息就發(fā)送完成了。如果gate服務器消息發(fā)送失敗，gate服務器需要把消息作為離線消息保存到數(shù)據(jù)庫，gate服務器再判斷目標機器是移動設備，如果目標是移動設備，gate服務器則把消息傳遞給push服務器，push服務器負責推送消息給目標客戶端。目標客戶端連接http離線消息服務器獲取離線消息。
接下來看語音視頻和文件消息的流程，具體工作方式以客戶端A發(fā)送文件給客戶端B為例，A首先把文件通過HTTP方式上傳到http服務器，文件上傳完成后http服務器保存圖片到文件系統(tǒng)，并把文件的全局路徑返回給上傳的客戶端A，客戶端A把返回回來的路徑作為文本消息再發(fā)送給目標客戶端B，目標客戶端B收到文本消息后解析出文件的全局路徑然后下載，這時整個文件傳送過程完成。
由上所述，這個架構滿足了提出來關于聊天系統(tǒng)需要滿足的要求，并解決的了所有提出的問題，所以這是一個可用的聊天系統(tǒng)架構。如果一個小范圍內部使用的系統(tǒng)，用戶量和消息量都不大的情況下，可以按照這個架構去實現(xiàn)一個即時聊天（IM）系統(tǒng)。其實微信這種量級的系統(tǒng)抽象出來，結構上也差不了太多，只是中間采用了很多分布式系統(tǒng)來提高處理速度和穩(wěn)定性，下一步我們來做分布式架構的即時聊天（IM）系統(tǒng)。
