拿起键盘就是干:跟我一起徒手开发一套分布式IM系统

本文记录了一位开发者从头开发的分布式IM系统CIM,旨在帮助学习者了解如何设计和实现IM系统。CIM采用SpringBoot、Netty和Google Protocol Buffer构建,使用Redis和Zookeeper进行数据存储和服务发现。文章提供了CIM的源码地址,通过学习和实践,读者可以掌握IM开发、分布式架构设计和相关技术实现。

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1、引言

老读者应该还记得我在去年国庆节前分享过一篇《技术干货:从零开始,教你设计一个百万级的消息推送系统》,虽然我在文中有贴一些伪代码,依然有些朋友希望能直接分享一些可以运行的源码。好吧,质疑我穷我无话可说(因为是真穷。。),怀疑我撸码的能力那是绝对不行,所以这次准备拉起键盘大干一场——徒手撸套分布式IM出来!^_^!

本文记录了我开发的一款面向IM学习者的 IM系统——CIM(全称:CROSS-IM),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。

通过学习本文和CIM代码,你可以获得以下知识:

1)如何从头开发一套IM(CIM的客户有点弱,见谅见谅);

2)如何设计分布式的IM架构;

3)如何将你的分布式IM架构用代码和相关技术实现出来。

本文配套的CIM源码地址:

主要镜像:https://github.com/crossoverJie/cim

备用镜像:https://github.com/52im/cim

* 友情提示:阅读本文和CIM源码,需要您具备一定的网络编程、IM理论等知识等,如果您还不具备这些,请先阅读《新手入门一篇就够:从零开发移动端IM》,完全来的及!

文章同步发布于:http://www.52im.net/thread-2775-1-1.html

2、关于作者

crossoverJie(陈杰): 90后,毕业于重庆信息工程学院,现供职于重庆猪八戒网络有限公司。

3、运行演示

本次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。

CIM 私聊视频演示:https://www.bilibili.com/video/av39405821

CIM 群聊视频演示:https://www.bilibili.com/video/av39405501

4、架构设计

下面来看看具体的架构设计:

架构说明:

1)CIM 中的各个组件均采用 SpringBoot 构建;

2)采用 Netty + Google Protocol Buffer 构建底层通信;

3)Redis 存放各个客户端的路由信息、账号信息、在线状态等;

4)Zookeeper 用于 IM-server 服务的注册与发现。

整体主要由以下模块组成:

1)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;

2)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);

3)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。

5、逻辑流程图

整体的流程也比较简单,流程图如下:

流程解释如下:

1)客户端向 route 发起登录;

2)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;

3)客

本聊天系统采用客户机/服务器(C/S)地模式来设计,是一个3层地C/S结构:数据库服务器→应用程序服务器端→应用程序客户端,其分层结构如下图所示。系统采用C/S结构,可以将任务合理分配到客户机端和服务器端,从而降低了系统的通讯销。 1. 客户层 客户层也叫应用表示层,是应用程序地客户接口部分。给聊天工具设计一个客户层具用很多优点,这是因为客户层担负着用户与应用间地对话功能。它用于检查用户的输入数据,显示应用的输出数据。为了使用户能直观的进行操作,客户层需要使用接口。若聊天用户变更,系统只需改写显示控制和数据检查程序即可,而不影响其他两层。数据检查的内容限于数据的形式和值得范围,不包括有关业务的处理逻辑。 2. 服务层 服务层又叫功能层,相当于应用的本体,他是讲具体的业务出路逻辑编入程序中。例如,用户需要检索数据,系统没法将有关检索要求的信息一次性的传送给功能层:而用户登陆后,聊天登录信息是由功能层处理过的检索结果数据,他也是一次性传送给表示层的。在应用设计中,不许避免在表示层和功能层之间进行多次的数据交换,这就需要尽可能进行一次性的业务处理,达到优化整体设计的目的。 3. 数据层 数据层就是DBMS,本聊天工具使用了Microsoft公司的SQL Server2000能迅速执行大量的更新和检索,因此,从功能层传送到数据层的“要求”一般都使用SQL语言。
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