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谈谈移动端 IM 开发中登录请求的优化

作者:项望烽,毕业于浙江大学,目前是网易云信 iOS 端研发负责人。


前言


到底是“登陆”还是“登录”?这是很多处女坐开发者纠结的问题,不过它不是本文本讨伦的内容。本文将针对移动端IM的登陆功能给出相应的优化建议。

关于移动端网络的优化手段总结性文章可参见《现代移动端网络短连接的优化手段总结:请求速度、弱网适应、安全保障》、《移动端IM开发者必读(一):通俗易懂,理解移动网络的“弱”和“慢”》、《移动端IM开发者必读(二):史上最全移动弱网络优化方法总结》、《全面了解移动端DNS域名劫持等杂症:技术原理、问题根源、解决方案等》。。

源起


在移动 IM 模块中,最核心最复杂的模块莫过于登录模块。一个没有经过很好优化的登录模块往往耗时久且浪费流量:一次登录短则数十秒,长则几分钟,同时同步下几百 KB 甚至几 M 的数据。

一个简单的登录步骤可以分为如下几步:

  • 请求 lbs
  • 连接 link
  • 收发登录请求
  • 同步 IM 数据

而这里的每一步都是有优化的可能性。(事实上下面的很多思路都是普适的,并不是只有 IM APP 才用得到)。

优化负载均衡 LBS 请求


在 PC 时代,我们往往将请求 lbs 和连接服务器做一个串联,毕竟只有先请求完毕 lbs 才能够拿到真正的 link 服务器地址,从而进行连接操作。在具体操作上,一般 lbs 请求就是一次 HTTP 请求,这里的耗时可想而知。所以一个朴素的优化想法就是从登录流程中移除这个环节。

然而直接粗暴去除 lbs 请求并不可取,如果我们直接内置域名或 ip,带来最大问题自然是无法做负载均衡。所以更推荐将 lbs 请求异步化:不在登录时做 lbs 请求,而在网络空闲和发生变化时进行请求并缓存,每次登录则直接从本地缓存获取 link 地址。

DNS 优化


使用 TCP 时不可避免会碰到 DNS 解析的问题,毕竟我们不可能一直使用 IP 作为服务器地址。在 PC 时代,DNS 解析几乎不费事。但进入无线时代后,DNS 相关问题越来越严重。一方面,在移动网络下,DNS 解析速度无比龟速,一次 DNS 解析的时间甚至能赶上一次 TCP 连接的时间,几秒,十几秒,甚至三,四十秒的请求时间都很常见。另一方面,由于运营商的不作为和作为,移动网络下 DNS 也呈现了解析准确度低和经常被劫持的状态。

针对这些情况可以考虑使用 HTTP DNS,github 也有很多开源的实现,比如 HttpDNSLib。而最激进的方法自然是像前面优化 lbs 一样,在个个环节中避免 DNS 解析。

  • lbs 返回服务器 ip 而非域名
  • 本地缓存 lbs ip 地址备用,请求 lbs 时优先使用 ip 而非域名

这种方式不仅可以避免 DNS 请求的耗时,也可以一定程度上规避 DNS 被劫持的问题。而弊端是针对这种情况需要在客户端考虑一系列的其他问题:如何从 ip list 选择有效地址,确定重新请求时机,负载均衡,节约流量等。

有关移动端网络的DNS各种杂症,你还可以读一读:《全面了解移动端DNS域名劫持等杂症:技术原理、问题根源、解决方案等》。

登录认证请求优化


事实上,登录认证请求环节其实并没有多大的优化空间。一旦你连接上了服务器,接下去要做的事无非是加密当前连接和发送并接收登录反馈。这两步缺一不可。

而如何优化又往往会和具体的业务相关:假如我们使用类似于 HTTPS 一般的三步协商的加密流程,安全性的确可以得到保证,但是一来一回的次数过多,整个登录耗时就会增加。取巧的方法自然是将加密和登录请求合并,而这往往会涉及到对登录请求的改造。

数据同步策略优化


登录完毕后,客户端需要从服务器同步,一个常规的 IM APP 需要同步如下数据:

  • 好友列表
  • 好友个人信息
  • 群组列表
  • 群成员列表
  • 群成员个人信息
  • 离线消息

假设一个用户有 1000 个好友, 20 个 50 人群,平均每一项大约 200 个字节,那么一次全同步大约需要 0.2 * (1000 + 1000 + 20 + 1000 * 2) = 800 KB 的数据,这对于一个移动 IM 是无法接受的,更何况这还是一个较轻度用户的数据量。

显然全同步是无法接受的,改进的方法自然是按时间戳同步。客户端永远只更新比本地缓存数据新的数据。这是一个常规的优化方向。

还有一些根据业务需求可以实施的优化:延迟更新和按需更新。以群成员个人信息为例,其实用户并不关心其实时性,毕竟这些群成员并不一定是用户好友,他们的信息变动完全可以在用户进行查看时再更新(微信的策略)。而好友个人信息也是同理,对于大部分界面而言,他们只关心用户 Id,头像和昵称这三个基础信息,而一些锦上添花的 Profile 信息完全可以在用户查看相应界面时进行一次按时间戳的更新。

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评论 2
准确地讲,这两步:
1)连接 link
2)收发登录请求

如果能在一个即时通讯连接的过程中也同时完成登陆请求,那就不就能合并成一步了?
签名: 星期六,那又怎样,还是得上班
文章里的LBS,跟普通的HTTP类LBS不一样。准确地讲,应该只是LBS前置服务器,目的是为客户端维护可以连接的目标服务器列表,本身不提供即时通讯服务,客户机的即时通讯只能跟某台机器一对一才可(因为即时通讯需要双向通信),这是跟传统单向c/s或b/s模式的单向服务不一样的(传统单向服务只能由Client主动发起)。
签名: 天气终于放晴,好爽!
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