即时通讯

前言:

自己去实现即时通讯有很多选择:

1)首先面临的就是传输协议的选择,TCP还是UDP?

2)其次是我们需要去选择使用哪种聊天协议:

基于Scoket或者WebScoket或者其他的私有协议、

MQTT

还是广为人诟病的XMPP?

基于Scoket原生:代表框架CocoaAsyncSocket。

基于WebScoket:代表框架SocketRocket。

基于MQTT:代表框架MQTTKit。

基于XMPP:代表框架XMPPFramework。

3)我们是自己去基于OS底层Socket进行封装还是在第三方框架的基础上进行封装?

4)传输数据的格式,我们是用Json、还是XML、还是谷歌推出的ProtocolBuffer?

5)我们还有一些细节问题需要考虑,例如TCP的长连接如何保持,心跳机制,Qos机制,重连机制等等...当然,除此之外,我们还有一些安全问题需要考虑。

所以说到底,iOS要做一个真正的IM产品,一般都是基于Scoket或者WebScoket等,再之上加上一些私有协议来保证的

心跳就是用来检测TCP连接的双方是否可用。那又会有人要问了,TCP不是本身就自带一个KeepAlive机制吗?

这里我们需要说明的是TCP的KeepAlive机制只能保证连接的存在,但是并不能保证客户端以及服务端的可用性

而国内的运营商一般NAT超时的时间为5分钟,所以通常我们心跳设置的时间间隔为3-5分钟。

接着我们来讲讲PingPong机制:

很多小伙伴可能又会感觉到疑惑了,那么我们在这心跳间隔的3-5分钟如果连接假在线(例如在地铁电梯这种环境下)。那么我们岂不是无法保证消息的即时性么?这显然是我们无法接受的,所以业内的解决方案是采用双向的PingPong机制

当服务端发出一个Ping,客户端没有在约定的时间内返回响应的ack,则认为客户端已经不在线,这时我们Server端会主动断开Scoket连接,并且改由APNS推送的方式发送消息。

同样的是,当客户端去发送一个消息,因为我们迟迟无法收到服务端的响应ack包,则表明客户端或者服务端已不在线,我们也会显示消息发送失败,并且断开Scoket连接

重连机制:

理论上,我们自己主动去断开的Scoket连接(例如退出账号,APP退出到后台等等),不需要重连。其他的连接断开,我们都需要进行断线重连。

一般解决方案是尝试重连几次,如果仍旧无法重连成功,那么不再进行重连。

WebScoket最具代表性的一个第三方框架SocketRocket

方法也很简单,分为两个部分:

一部分为SRWebSocket的初始化,以及连接,关闭连接,发送消息等方法。

另一部分为SRWebSocketDelegate,其中包括一些回调:

收到消息的回调,连接失败的回调,关闭连接的回调,收到pong的回调,是否需要把data消息转换成string的代理方法。

首先来封装一个TYHSocketManager单例:

TYHSocketManager.h

#import <Foundation/Foundation.h>

typedef enum : NSUInteger {

    disConnectByUser ,

    disConnectByServer,

} DisConnectType;

@interface TYHSocketManager : NSObject

+ (instancetype)share;

- (void)connect;

- (void)disConnect;

- (void)sendMsg:(NSString *)msg;

- (void)ping;

@end

#import "TYHSocketManager.h"

#import "SocketRocket.h"

#define dispatch_main_async_safe(block)\

    if ([NSThread isMainThread]) {\

        block();\

    } else {\

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block);\

    }

static  NSString * Khost = @"127.0.0.1";

static const uint16_t Kport = 6969;

@interface TYHSocketManager()<SRWebSocketDelegate>

{

    SRWebSocket *webSocket;

    NSTimer *heartBeat;

    NSTimeInterval reConnectTime;

}

@end

@implementation TYHSocketManager

+ (instancetype)share

{

    static dispatch_once_t onceToken;

    static TYHSocketManager *instance = nil;

    dispatch_once(&onceToken, ^{

        instance = [[self alloc]init];

        [instance initSocket];

    });

    return instance;

}

//初始化连接

- (void)initSocket

{

    if (webSocket) {

        return;

    }

    webSocket = [[SRWebSocket alloc]initWithURL:[NSURL URLWithString:[NSString stringWithFormat:@"ws://%@:%d", Khost, Kport]]];

    webSocket.delegate = self;

    //设置代理线程queue

    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

    queue.maxConcurrentOperationCount = 1;

    [webSocket setDelegateOperationQueue:queue];

    //连接

    [webSocket open];

}

//初始化心跳

- (void)initHeartBeat

{

    dispatch_main_async_safe(^{

        [self destoryHeartBeat];

        __weak typeof(self) weakSelf = self;

        //心跳设置为3分钟,NAT超时一般为5分钟

        heartBeat = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3*60 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {

            NSLog(@"heart");

            //和服务端约定好发送什么作为心跳标识,尽可能的减小心跳包大小

            [weakSelf sendMsg:@"heart"];

        }];

        [[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:heartBeat forMode:NSRunLoopCommonModes];

    })

}

//取消心跳

- (void)destoryHeartBeat

{

    dispatch_main_async_safe(^{

        if (heartBeat) {

            [heartBeat invalidate];

            heartBeat = nil;

        }

    })

}

#pragma mark - 对外的一些接口

//建立连接

- (void)connect

{

    [self initSocket];

    //每次正常连接的时候清零重连时间

    reConnectTime = 0;

}

//断开连接

- (void)disConnect

{

    if (webSocket) {

        [webSocket close];

        webSocket = nil;

    }

}

//发送消息

- (void)sendMsg:(NSString *)msg

{

    [webSocket send:msg];

}

//重连机制

- (void)reConnect

{

    [self disConnect];

    //超过一分钟就不再重连 所以只会重连5次 2^5 = 64

    if (reConnectTime > 64) {

        return;

    }

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(reConnectTime * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

        webSocket = nil;

        [self initSocket];

    });

    //重连时间2的指数级增长

    if (reConnectTime == 0) {

        reConnectTime = 2;

    }else{

        reConnectTime *= 2;

    }

}

//pingPong

- (void)ping{

    [webSocket sendPing:nil];

}

#pragma mark - SRWebSocketDelegate

- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didReceiveMessage:(id)message

{

    NSLog(@"服务器返回收到消息:%@",message);

}

- (void)webSocketDidOpen:(SRWebSocket *)webSocket

{

    NSLog(@"连接成功");

    //连接成功了开始发送心跳

    [self initHeartBeat];

}

//open失败的时候调用

- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didFailWithError:(NSError *)error

{

    NSLog(@"连接失败.....\n%@",error);

    //失败了就去重连

    [self reConnect];

}

//网络连接中断被调用

- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didCloseWithCode:(NSInteger)code reason:(NSString *)reason wasClean:(BOOL)wasClean

{

    NSLog(@"被关闭连接,code:%ld,reason:%@,wasClean:%d",code,reason,wasClean);

    //如果是被用户自己中断的那么直接断开连接,否则开始重连

    if (code == disConnectByUser) {

        [self disConnect];

    }else{

        [self reConnect];

    }

    //断开连接时销毁心跳

    [self destoryHeartBeat];

}

//sendPing的时候,如果网络通的话,则会收到回调,但是必须保证ScoketOpen,否则会crash

- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didReceivePong:(NSData *)pongPayload

{

    NSLog(@"收到pong回调");

}

//将收到的消息,是否需要把data转换为NSString,每次收到消息都会被调用,默认YES

//- (BOOL)webSocketShouldConvertTextFrameToString:(SRWebSocket *)webSocket

//{

//    NSLog(@"webSocketShouldConvertTextFrameToString");

//

//    return NO;

//}

最后一点需要说的是,这个框架给我们封装的webscoket在调用它的sendPing方法之前,一定要判断当前scoket是否连接,如果不是连接状态,程序则会crash

webScoket服务端实现

答案和其他问题待更新!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

1.websocket聊天室如果发送失败了,你怎么解决这个问题?

己做个缓存验证,也就是每一条发送的消息带一个请求编号,收到服务器回复了这条消息发送成功,才把发送缓存里面对应的消息删掉。有error报出来时自动取最后一条消息,填充到输入框

2.如何做到发送图片?对于文字和图片怎么存储?

3.websocket的使用,底层是如何处理的

4.websocket是如何实现服务器端推送的?

5. websocket和http的区别是什么?websocket的优点是什么?

6. 为什么使用websocket? websocket是怎么连接的,一定需要通过http协议吗? 短轮询、commet、长轮训都介绍一下。各有什么优缺点?

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