社交场景下的统一即时通讯im消息流交互层模块化技术实践

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1、引言

一款社交产品的诞生，离不开即时通讯（IM）场景。随着团队业务版图在社交领域的布局，诞生了多个社交场景APP，涉及的IM场景，包含私聊、群聊、聊天室等。

这些IM场景，在消息流的展示形式上是极为相似的，同时每个业务又有着自己特殊的交互需求。基于此，我们对IM消息流能力做了标准化的构建，来减少IM功能的业务接入成本；同时也是为了统一各个业务的技术方案，减少跨业务开发的理解和维护成本。本文主要针对iOS端在IM消息流交互层的设计上，提供一些实践思路。

2、业界的实现方案

目前业界有各种即时通讯服务商提供的配套交互层解决方案，其大多以牺牲灵活性来满足快速集成需要，在定制能力上远不能胜任我们业务需要。

再者则是诸如 MessageKit 之类的社区IM框架，其在视觉交互表现上功能完备，能帮助我们快速、灵活搭建消息流结构，但业务需要的是一套完整的携带消息交互能力的方案，因此对此类框架，仍需要做不小的改造才能适应我们的业务。

3、我们的想法

对于一个消息流交互层方案，主要考虑几个方面：

• 1）规范的消息流结构：提供消息流视图结构规范化的构建方式；
• 2）标准的消息交互能力：统一消息交互能力，业务方按需使用，快速集成；
• 3）业务拓展性：针对数据源、消息交互能力提供业务灵活拓展点；
• 4）业务接入成本：内置通用交互方案，降低业务接入成本。
  

目前，我们存量业务中的IM场景，底层IM能力主要由云信引擎提供。同时又存在基于业务服务端，通过HTTP去交互的场景。

另外，还需要预留后期切换IM引擎的可能性，因此需要将交互层IM能力抽象出来。

此外，为了适应团队现状，减小业务接入成本，考虑将云信提供的交互能力内置在方案中。

4、整体设计

设计愿景：提供标准化的能力，同时对拓展开放。

我们期望一套通用的消息流能力，能够在方案上标准化。这里的标准化，主要包含消息流结构构建的标准化，以及消息交互能力的标准化。同时，方案需要在交互能力上适应不同业务场景，因此采用依赖注入的方式，提供业务定制能力。

按照职能划分，将框架整体分为了两层：


1）消息流结构层：负责消息流结构的构建，定义消息视图、布局、数据上的规范，提供业务层分别在「消息」、「会话」两个维度的配置能力。

2）消息交互层：提供消息能力、消息流、消息数据方面的交互能力，向下依赖交互接口，内置标准交互能力的同时，也支持业务按需注入交互实现。

5、聊天消息流的显示结构

5.1消息组件

不同的业务场景，消息流样式表现必然有所差异。

下面列出了我们几个业务中的消息流界面：


如何设计一套通用的消息流视图结构，满足不同业务需要？经过对各个业务以及一些主流IM工具的观察，将消息视图结构设计成如下结构，是能够满足我们各个IM场景需要的（见下图）。



我将消息结构拆分成了5部分，对应5个消息组件  MessageView ，每个消息组件都支持业务对其「样式」、「显隐」、「布局」进行配置，从而满足不同场景定制需要。

MessageView作为基础消息组件，提供了一些标准能力，例如是否响应菜单动作 canPerformMenuAction 、视图重用回调时机 prepareForReuse 、尺寸策略等。

open class MessageView: MessageAbstractView {
  public var canPerformMenuAction = false
    open func refresh(with message: Message) {}
    open func prepareForReuse() {}
    open class func createSizeStrategy(message: Message, fittingSize: CGSize) -> MessageLayoutSizeStrategy? {
    // ...
    }
}

5.2尺寸策略

消息组件尺寸作为消息流布局上不可或缺的要素，方案提供了多种尺寸计算策略 MessageLayoutSizeStrategy 。

具体是：

• 1）自动布局计算策略：业务方对消息组件使用 AutoLayout 布局时使用，内部会依据约束自动计算好组件尺寸；
• 2）SizeThatFit 策略：依据组件 SizeThatFit 方法返回的尺寸进行布局；
• 3）自定义策略：提供自定义尺寸计算方式。
  

public protocol MessageLayoutSizeStrategy {
    func caclulateSize(_ sizeViewType: MessageView.Type,
                       message: Message,
                       fittingSize: CGSize) -> CGSize
}

public struct MessageAutoLayoutSizeStrategy: MessageLayoutSizeStrategy {
    public func caclulateSize(_ sizeViewType: MessageView.Type,
                              message: Message,
                              fittingSize: CGSize) -> CGSize {
    // ...省略其他代码
        return sizeView.systemLayoutSizeFitting(UIView.layoutFittingCompressedSize)
    }
    
}

public struct MessageSizeThatFitsStrategy: MessageLayoutSizeStrategy {
    public func caclulateSize(_ sizeViewType: MessageView.Type,
                              message: Message,
                              fittingSize: CGSize) -> CGSize  {
        // ...省略其他代码
        return sizeView.sizeThatFits(fittingSize)
    }
}

5.3布局快照

我们还针对消息组件维度支持了布局快照。通常当一个消息组件尺寸固定，在交互过程中尺寸不会发生的情况下，打开布局快照，以减少布局计算消耗。同时也提供了快照清除的能力。

我们对多个消息流在快速滚动过程中的CPU峰值做了统计，在使用自动布局尺寸策略的情况下，开启布局快照，峰值降低了10%~20%。

5.4交互事件

另外在手势交互上，对外暴露了各个消息组件的一系列交互事件。常见的场景例如单击浏览消息内容，长按展示消息菜单等。

方案内部提供了基于系统样式的长按菜单，并提供上层菜单配置能力，同时也可以基于暴露的长按手势事件来自定义菜单。

5.5消息流

一个会话对应一个流，方案也提供了消息流在会话维度上的一些标准化配置。例如消息分页数量、是否自动拉取历史消息、是否开启增量刷新，以及在时间展示上的样式配置等。

此外为了减少列表重绘，消息流也支持增量刷新。通常情况下业务层不需要主动刷新列表，只需对消息数据进行增删改操作，内部会触发对数据源的「diff-update」计算，从而驱动列表的增量更新。

6、聊天消息交互层

6.1概述

对于业务方而言，在消息交互上通常关心这么几点：

• 1）提供了哪些标准化的交互能力；
• 2）如何拓展自定义的交互实现；
• 3）如何对交互流程进行干预。
  

结合团队现状，我们在方案内部内置了基于云信的IM交互能力，同时定义了相关交互接口，供业务方按需注入实现。

在实际业务中，一个APP内可能存在多个IM场景，因此交互能力支持按会话维度进行注入，各个会话之间的交互是相互隔离的。

6.2消息源

不同的IM场景，消息数据来源可能存在差异。例如我们私聊、群聊的数据源来自云信数据同步服务，聊天室数据需要通过云信提供的历史消息接口拉取，另外也存在诸如通过业务服务端接口来拉取消息数据的场景。

因此方案上设置了数据源接口 SessionMessageProvider ，提供不同场景消息源的定制能力。

public protocol SessionMessageProvider {
    func messages(in session: Session,
                  anchorMessage: Message?,
                  limit: Int,
                  completion: @escaping ([Message]) -> Void)
}

方案设置了一个负责管理消息数据源的 DataManager 实例， 其依赖 SessionMessageProvider 提供的数据源。同时内置了基于云信的数据源获取实现，能够根据当前会话类型，获取私聊、群聊、聊天室的数据源。

如果当前场景是通过HTTP拉取消息的，则需要业务上层手动注入一个从接口获取数据源的 SessionMessageProvider 实例。

6.3交互源

方案提供了IM标准交互能力，例如消息收发、消息撤回、保存等，以统一各业务交互姿势。

具体的交互源除了要考虑目前包含的云信及业务服务端，也要适应其他交互源，因此将交互实现部分也抽象出了接口 MessageServiceInterface 。业务根据当前实际场景，注入具体的交互实现即可。

下面列出了一些交互申明：

public protocol MessageServiceInterface {
    func send(message: Message, in session: Session, completion: @escaping MessageServiceInterfaceCompletion)
    func resend(message: Message, completion: @escaping MessageServiceInterfaceCompletion)
    func forward(message: Message, to session: Session, completion: @escaping MessageServiceInterfaceCompletion)
    func revoke(message: Message, completion: @escaping MessageServiceInterfaceCompletion)
    func save(message: Message, in session: Session, completion: @escaping MessageServiceInterfaceCompletion)
    func delete(message: Message, completion: @escaping MessageServiceInterfaceCompletion)
}

同样，我们也内置了一些通用交互方案，例如支持云信提供的私聊群聊交互能力，以及由中台提供的通用聊天室服务交互能力，以支持相关场景下快速接入。

6.4交互钩子

在实际IM业务开发过程中，往往需要对交互流程做一些干预，或是在交互过程中做一些定制化的动作。因此方案也提供了一些交互钩子，支持「交互前置校验」、「交互前准备」。

以消息发送流程为例，提供了「发送前校验」、「发送准备」两个消息发送过程的回调钩子：

public protocol MessageServicePrechecker {
   // 消息发送前置校验  
    func shouldSend(message: Message, in session: Session) -> Bool
    
    // ...省略其他代码
}

public protocol MessageServicePreparation {
    /// 准备发送准备
    func prepareSend(message: Message, in session: Session, callback: @escaping MessageServicePreparationCallback)
    
    // ...省略其他代码
}

整体的发送流程如图所示：


前置校验阶段，用来作消息发送前的校验工作，根据实际状态决定消息是否可以发送。发送准备阶段，则可以在消息投递前做最后的准备工作，例如海外业务可以在这里处理消息资源附件上传Amazon，或是在此处对消息塞入一些客户端信息、反作弊Token等，支持异步操作。

7、业务接入能力

业务只需要在上层提供针对消息以及会话两个维度的配置，就能基于内置的交互能力，构建出一套基础的IM消息流能力。

在具体的消息样式呈现上，则通常需要业务层维护一组关于「消息类型-消息组件类型-消息结构」的映射关系。

具体关联如下：


在交互能力上，提供了IM场景的标准能力，业务可以按需使用。

另外，实际IM场景可能需要一些更为丰富的定制能力，则可以依据方案提供的消息数据源接口、消息交互接口来对具体交互实现进行定制。同时也可以使用相关的交互钩子对交互过程进行干预，以适应自己的业务。

8、本文小结

本文对团队IM场景的现状做了简单介绍，撇开具体实现细节，就如何搭建一套能够适应多业务需要的通用IM消息流交互层方案，提供了一些思考和实践经验。

从结果来看，该方案稳定支撑了团队多个IM场景，抹除各场景实现差异，有效降低了维护成本和新业务接入成本。

9、参考资料

[1] 零基础IM开发入门(一)：什么是IM聊天系统？
[2] 一套海量在线用户的移动端IM架构设计实践分享(含详细图文)
[3] 一套原创分布式即时通讯(IM)系统理论架构方案
[4] 从游击队到正规军(二)：马蜂窝旅游网的IM客户端架构演进和实践总结
[5] 社交软件红包技术解密(十)：手Q客户端针对2020年春节红包的技术实践
[6] 微信团队分享：来看看微信十年前的IM消息收发架构，你做到了吗
[7] 携程技术分享：亿级流量的办公IM及开放平台技术实践
[8] 百度公共IM系统的Andriod端IM SDK组件架构设计与技术实现
[9] 转转平台IM系统架构设计与实践(一)：整体架构设计
[10] 一年撸完百万行代码，企业微信的全新鸿蒙NEXT客户端架构演进之路
[11] 转转客服IM聊天系统背后的技术挑战和实践分享
[12] B站IM消息系统的新架构升级实践
[13] 企业微信针对百万级组织架构的客户端性能优化实践
[14] 企业微信的IM架构设计揭秘：消息模型、万人群、已读回执、消息撤回等
[15] 从客户端的角度来谈谈移动端IM的消息可靠性和送达机制
[16] 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
[17] IM消息ID技术专题(一)：微信的海量IM聊天消息序列号生成实践（算法原理篇）
[18] IM开发干货分享：有赞移动端IM的组件化SDK架构设计实践
[19] 阿里技术分享：闲鱼IM基于Flutter的移动端跨端改造实践
[20] IM开发干货分享：万字长文，详解IM“消息“列表卡顿优化实践
[21] IM开发干货分享：IM客户端不同版本兼容运行的技术思路和实践总结
[22] 百度统一socket长连接组件从0到1的技术实践
[23] 淘宝移动端统一网络库的架构演进和弱网优化技术实践
[24] 抖音技术分享：飞鸽IM桌面端基于Rust语言进行重构的技术选型和实践总结
[25] 大型IM工程重构实践：企业微信Android端的重构之路