为自己搭建一个分布式 IM(即时通讯) 系统(上)

本文涉及的产品
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
云原生网关 MSE Higress,422元/月
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
简介: CIM(CROSS-IM) 一款面向开发者的 IM(即时通讯)系统;同时提供了一些组件帮助开发者构建一款属于自己可水平扩展的 IM 。借助 CIM 你可以实现以下需求:IM 即时通讯系统。适用于 APP 的消息推送中间件。IOT 海量连接场景中的消息透传中间件。完整源码托管在 GitHub : github.com/crossoverJi…

演示


本次主要涉及到 IM 即时通讯,所以特地录了两段视频演示(群聊、私聊)。


点击下方链接可以查看视频版 Demo。


YouTube Bilibili
群聊私聊 群聊私聊


也在公网部署了一套演示环境,想要试一试的可以联系我加入内测群获取账号一起尬聊😋。


架构设计


下面来看看具体的架构设计。



  • CIM 中的各个组件均采用 SpringBoot 构建。


  • 采用 Netty + Google Protocol Buffer 构建底层通信。


  • Redis 存放各个客户端的路由信息、账号信息、在线状态等。


  • Zookeeper 用于 IM-server 服务的注册与发现。


整体主要由以下模块组成:


cim-server


IM 服务端;用于接收 client 连接、消息透传、消息推送等功能。


支持集群部署。


cim-forward-route


消息路由服务器;用于处理消息路由、消息转发、用户登录、用户下线以及一些运营工具(获取在线用户数等)。


cim-client


IM 客户端;给用户使用的消息终端,一个命令即可启动并向其他人发起通讯(群聊、私聊);同时内置了一些常用命令方便使用。


流程图


整体的流程也比较简单,流程图如下:



  • 客户端向 route 发起登录。


  • 登录成功从 Zookeeper 中选择可用 IM-server 返回给客户端,并保存登录、路由信息到 Redis


  • 客户端向 IM-server 发起长连接,成功后保持心跳。


  • 客户端下线时通过 route 清除状态信息。


所以当我们自己部署时需要以下步骤:


  • 搭建基础中间件 Redis、Zookeeper


  • 部署 cim-server,这是真正的 IM 服务器,为了满足性能需求所以支持水平扩展,只需要注册到同一个 Zookeeper 即可。


  • 部署 cim-forward-route,这是路由服务器,所有的消息都需要经过它。由于它是无状态的,所以也可以利用 Nginx 代理提高可用性。


  • cim-client 真正面向用户的客户端;启动之后会自动连接 IM 服务器便可以在控制台收发消息了。


更多使用介绍可以参考快速启动


详细设计


接下来重点看看具体的实现,比如群聊、私聊消息如何流转;IM 服务端负载均衡;服务如何注册发现等等。


IM 服务端


先来看看服务端;主要是实现客户端上下线、消息下发等功能。


首先是服务启动:



由于是在 SpringBoot 中搭建的,所以在应用启动时需要启动 Netty 服务。

pipline 中可以看出使用了 Protobuf 的编解码(具体报文在客户端中分析)。


注册发现


需要满足 IM 服务端的水平扩展需求,所以 cim-server 是需要将自身数据发布到注册中心的。


这里参考之前分享的《搞定服务注册与发现》有具体介绍。


所以在应用启动成功后需要将自身数据注册到 Zookeeper 中。



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