自研移动端IM的初步选型：

最新推荐文章于 2022-03-27 00:34:32 发布

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#网络 #json #python

本文对比分析了TCP与UDP协议的特点及应用场景，并基于移动端特性选择了UDP为主、TCP为辅的混合通讯策略。此外，还详细介绍了Protobuf、XMPP与MQTT三种数据通讯协议的特点，最终选定MQTT作为移动端通讯协议。

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1.网络传输协议的对比与选择

目前用于实现即时通讯的网络协议通常有TCP协议和UDP协议，下面我们看一下两者有何区别。

TCP：TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。面向连接意味着两个使用TCP的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。TCP将用户数据打包构成报文段；它发送数据后启动一个定时器；另一端对收到的数据进行确认，对失序的数据重新排序，丢弃重复数据；TCP提供端到端的流量控制，并计算和验证一个强制性的端到端检验和。

UDP：UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议：进程的每个输出操作都正好产生一个UDP数据报，并组装成一份待发送的IP数据报。这与面向流字符的协议不同，如TCP，应用程序产生的全体数据与真正发送的单个IP数据报可能没有什么联系。UDP把应用程序传给IP层的数据发送出去，但是并不保证它们能到达目的地，也即不提供可靠性。

通过以上定义我们不难看出，TCP具有更好的稳定性并且相对安全可靠，而UDP则更不可靠但也正因为其缺少了保证可靠性的一系列校验使得其并不需要维持TCP这样的连接，所以UDP的资源占用率更低并且往往传输效率也更高，因为不必进行收发数据的确认，所以UDP的实时性也更好。

最后结合考虑移动端要面临的两大挑战：移动网络的不稳定性、智能终端频繁的系统休眠与网络切换。显然UDP比TCP更适合。但是由于数据完整性、安全性的需要，又不应完全放弃TCP的可靠与安全。所以更恰当的方式应该是两种通信协议同时使用，各有侧重。UDP用于保持大量终端的在线与控制，应用与业务则通过TCP去实现。手机QQ就是采用这样的方式：用UDP来保持在线，通过TCP来上传和下载数据。

2.数据通讯协议的选择

Protobuf协议

一条消息数据，用protobuf序列化后的大小是json的10分之一，xml格式的20分之一，是二进制序列化的10分之一，总体看来ProtoBuf的优势还是很明显的。protobuf是google提供的一个开源序列化框架，类似于XML，JSON这样的数据表示语言。protobuf在google中是一个比较核心的基础库，作为分布式运算涉及到大量的不同业务消息的传递，如何高效简洁的表示、操作这些业务消息在google这样的大规模应用中是至关重要的。而protobuf这样的库正好是在效率、数据大小、易用性之间取得了很好的平衡。