用 emqtt 打造即时消息服务器

在社交关系中的即时消息一般分为两种,单聊和群聊,而用户有可能有多台设备同时登录

所及对应关系基本如下

设备用户关系

用户<-1---------------*->设备

用户群组关系

用户<-*---------------*->群组

发送消息的过程:

单聊:A 发送消息给 B

A----send msg----> server ----deliver msg-->  B

群聊: A 发送消息给 Group1(用户 A, B, C, D)

                            |----deliver msg-->  B
A----send msg---> server -->|----deliver msg-->  C
                            |----deliver msg-->  D

上边只是一个理想状态,并没有考虑用户是否在线,还有多设备的问题,考虑在线的话就得考虑是否保存离线消息,离线消息保存多久(假想不离线存储聊天信息)

只考虑在线与否,不考虑多设备的发型消息过程:

单聊:A 发送消息给 B

                            | B 在线 |---   直接  deliver msg-->  B
A----send msg----> server --|       |
                            | B 离线 |--- 等待上线 deliver msg-->  B

群聊: A 发送消息给 Group1(用户 A, B在线, C离线, D在线)

                            |----   直接  deliver msg-->  B
A----send msg---> server -->|---- 等待上线 deliver msg-->  C
                            |----   直接  deliver msg-->  D

考虑多设备的情况其实跟上边的过程也并没有太大差别,只需要把用户应设成多个设备就好,只是在移动互联网的背景下整个模型就稍微有些不同了,在人手一部手机的情况下手机号或者手机设备基本可以与用户画上等号,从用户体验的角度考虑在用户离线的情况下使用第三方消息触达就有点必要了,比如 手机APP,浏览器,桌面应用消息通知、手机短信、邮件等等,当然主流的还是 APP 的消息通知

那么把离线消息通知考虑进来,另外再模拟一种情况就是用户取消订阅群组的消息提醒

单聊:A 发送消息给 B

                            | B 在线 |--- 直接     deliver msg   ----------->  B
A----send msg----> server --|       |
                            | B 离线 |--- 第三方触达 -----> 上线 deliver msg-->  B

群聊: A 发送消息给 Group1(用户 A, B在线, C离线不提醒, D离线提醒)

                            |---- 直接                 deliver msg -->  B
A----send msg---> server -->|---- 等待上线              deliver msg -->  C
                            |---- 第三方触达 -----> 上线 deliver msg -->  D

OK,梳理完业务模型再来看 MQTT 协议以及 EMQTT 提供的功能

关于 mqtt 和 发布订阅模式先摘抄一份介绍

MQTT设计原则:

  • 精简,不添加可有可无的功能。
  • 发布/订阅(Pub/Sub)模式,方便消息在传感器之间传递。
  • 允许用户动态创建主题,零运维成本。
  • 把传输量降到最低以提高传输效率。
  • 把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内。
  • 支持连续的会话控制。
  • 理解客户端计算能力可能很低。
  • 提供服务质量管理。
  • 假设数据不可知,不强求传输数据的类型与格式,保持灵活性

发布/订阅模式

与请求/回答这种同步模式不同,发布/定义模式解耦了发布消息的客户(发布者)与订阅消息的客户(订阅者)之间的关系,这意味着发布者和订阅者之间并不需要直接建立联系。打个比方,你打电话给朋友,一直要等到朋友接电话了才能够开始交流,是一个典型的同步请求/回答的场景;而给一个好友邮件列表发电子邮件就不一样,你发好电子邮件该干嘛干嘛,好友们到有空了去查看邮件就是了,是一个典型的异步发布/订阅的场景。

主题

MQTT是通过主题对消息进行分类的,并且可以通过通配符进行过滤,如:

  • building-b/floor-5:代表B楼5层的设备。
  • +/floor-5:代表任何一个楼的5层的设备。
  • building-b/#:代表B楼所有的设备。

以上内容摘自 知乎专栏 MQTT入门篇

EMQ

介绍
EMQ 2.0 (Erlang/Enterprise/Elastic MQTT Broker) 是基于 Erlang/OTP 语言平台开发,支持大规模连接和分布式集群,发布订阅模式的开源 MQTT 消息服务器。

全异步架构

EMQ 消息服务器是基于 Erlang/OTP 平台的全异步的架构:异步 TCP 连接处理、异步主题(Topic)订阅、异步消息发布。只有在资源负载限制部分采用同步设计,比如 TCP 连接创建和 Mnesia 数据库事务执行。

一条 MQTT 消息从发布者(Publisher)到订阅者(Subscriber),在 EMQ 消息服务器内部异步流过一系列 Erlang 进程 Mailbox:

                  ----------          -----------          ----------
Publisher --Msg-->| Client | --Msg--> | Session | --Msg--> | Client | --Msg--> Subscriber
                  ----------          -----------          ----------

来源 emqtt 官网

实测用户登录到 emqtt 服务器后,用户和话题的订阅关系是依靠 session 保存的,只要不清除 session 用户下次登录依然保留当前的订阅关系,而且用户掉线后 QoS 1,2 的消息会保存在服务器端,当用户再次登录即可收到之前的消息。

设计实现

所以即时消息服务可以进行如下设计

用户 A:
iPhone {
设备 ID: 'device-a-iPhone'
用户 ID: '111'
}

iPad {
设备 ID: 'device-a-iPad'
用户 ID: '111'
}
Android {
设备 ID: 'device-a-android'
用户 ID: '111'
}

用户 B:
{
设备 ID: 'device-b'
用户 ID: '222'
}

用户 C:
{
设备 ID: 'device-c'
用户 ID: '333'
}

Group1: [用户 A, 用户 B, 用户 C,]

单聊:

用户订阅自己相关的 topic, 进行接收消息

A 订阅 'user/111/#'
B 订阅 'user/222/#'
C 订阅 'user/333/#'

用户发布消息到别人的 topic ,如 A 发消息给 B:

A 发消息给 B     ----> 发布消息到 'user/222/inbox/111'
A 申请加 B 为好友 ----> 发布消息到 'user/222/application/111'

群聊
用户订阅自己加入的群相关的 topic, 进行接收消息

A 订阅topic ----> 'group/1/#'
B 订阅topic ----> 'group/1/#'
C 订阅topic ----> 'group/1/#'

发消息

A 发消息到 Group1 ----> 发布消息到 'group/1/inbox/111'
B 发消息到 Group1 ----> 发布消息到 'group/1/inbox/222'
C 发消息到 Group1 ----> 发布消息到 'group/1/inbox/333'

加群、邀请

A 申请加入群聊 Group1 ----> 发布消息到 'group/1/application/111'
B 邀请 C 加入 Group1 ----> 发布消息到 'group/1/invitation/333/from/222'

接收邀请(注意是接收不是接受)

A 订阅topic ---->  'group/+/invitation/111/from/+'
B 订阅topic ---->  'group/+/invitation/222/from/+'
B 订阅topic ---->  'group/+/invitation/333/from/+'

群主接收申请(注意是接收不是接受)

A 订阅topic ---->  'group/1/application/+'

多设备登录

A-iPhone 设备登录设置 session-id 为 device-a-iPhone 
A-iPad 设备登录设置 session-id 为 device-a-iPad
A-Android 设备登录设置 session-id 为 device-a-Android
  • 登录之前可以判断是否有相关 session,如果没有就创建 session 并进行一遍如上订阅操作,当然也可根据设备进行区别订阅

至此基本的发送和接受就搞定了,关于离线消息第三方送达则需要自己开发插件去处理 session 接收到消息但用户 disconnect 的情况

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 161,513评论 4 369
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 68,312评论 1 305
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 111,124评论 0 254
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,529评论 0 217
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,937评论 3 295
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,913评论 1 224
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 32,084评论 2 317
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,816评论 0 205
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,593评论 1 249
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,788评论 2 253
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,267评论 1 265
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,601评论 3 261
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,265评论 3 241
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,158评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,953评论 0 201
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 36,066评论 2 285
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,852评论 2 277

推荐阅读更多精彩内容

  • 点击查看原文 Web SDK 开发手册 SDK 概述 网易云信 SDK 为 Web 应用提供一个完善的 IM 系统...
    layjoy阅读 13,365评论 0 15
  • 随着物联网(Internet of Things,IoT)的兴起,机器之间(Machine-to-Machine,...
    登高且赋阅读 12,326评论 0 18
  • Spring Cloud为开发人员提供了快速构建分布式系统中一些常见模式的工具(例如配置管理,服务发现,断路器,智...
    卡卡罗2017阅读 134,107评论 18 139
  • 四舅昨晚九点半去世,享年73岁。 四舅年青时,1米75的个子,皮肤白净,国字脸。不管是放在过去还是现在来看,都算是...
    橙子熟了ye阅读 410评论 2 2
  • 手机能组成计算网络,未来,当程序突发进化到合适的时候,人类就没有什么可以做了。人脑的协作能力和记忆能力远不及联网且...
    jieroarchl阅读 321评论 0 1