融云楊威：移動IM服務(wù)如何做到極致優(yōu)化

    北京2015年11月26日電 /美通社/ -- 近日，全球知名技術(shù)媒體InfoQ專訪了融云技術(shù)副總裁楊威。以下是訪談全文，原文出自InfoQ中文站：

    目前，隨著移動應(yīng)用的泛社交化，移動即時通訊（IM）第三方服務(wù)被越來越多開發(fā)者所接受。對于這類服務(wù)，功能和穩(wěn)定性是開發(fā)者關(guān)注的重點，但在此之外，性能和體驗也是非常重要的因素。InfoQ 記者對融云技術(shù)副總裁楊威進行采訪，探討了移動 IM 服務(wù)如何做到性能和體驗上的極致優(yōu)化。

    受訪嘉賓介紹：

    楊威，融云技術(shù)副總裁，移動通信技術(shù)專家，智能終端軟件研發(fā)專家。北京郵電大學(xué)通信工程系學(xué)士和碩士學(xué)位，長期從事智能移動終端上的軟件開發(fā)工作，曾在三星中國通信研究院工作八年。曾負責(zé)第三方軟件的本地化開發(fā)工作，如高德導(dǎo)航等軟件在全部中國三星終端上的商業(yè)化過程。曾作為項目經(jīng)理領(lǐng)導(dǎo)了包括 Galaxy Note 在內(nèi)等多款商業(yè)智能終端的研發(fā)和商業(yè)化項目工作。作為三星融合通信/RCS產(chǎn)品線研發(fā)總負責(zé)人和技術(shù)專家，參與了中國移動融合通信產(chǎn)品規(guī)范的整體設(shè)計，帶領(lǐng)團隊設(shè)計了三星 RCS、VoIP/VoLTE 產(chǎn)品線的軟件架構(gòu)，并負責(zé)研發(fā)和團隊管理工作。

    InfoQ：請介紹一下融云在哪些方面做了性能和體驗優(yōu)化？是否設(shè)立了性能指標(biāo)？

    楊威：因為融云提供的是面向開發(fā)者的云服務(wù)，我們十分重視性能和用戶體驗。我們在提供即時通訊服務(wù)上有三個基本原則：節(jié)省客戶的資源，讓客戶可擴展和可定制，和提供盡量好的功能質(zhì)量。根據(jù)這三個原則我們其實是有一些指標(biāo)的，我們內(nèi)部比較關(guān)注5個性能指標(biāo)，分別是流量、電量、速度、質(zhì)量和包大小。

    不過，在很多時候這些指標(biāo)之間其實是互相矛盾或者沖突的，所以需要權(quán)衡，不可能在每一個方面都做到完美。

    InfoQ：目前市面上比較主流的通訊協(xié)議有哪些？融云在通訊協(xié)議方面做了哪些優(yōu)化，和業(yè)界主流或標(biāo)準(zhǔn)相比有哪些優(yōu)勢？

    楊威：對于通訊協(xié)議，可能不了解的人覺得它很神秘，但像我們這種整天面對它們的人覺得并沒有什么特別的地方。用通俗的話來講，就是兩者之間制定一條規(guī)則，然后遵守這個規(guī)則我把一個東西傳給你，你確認收到了，這個規(guī)則就是通訊協(xié)議。在通信、電信行業(yè)里，比較常用的 IM 協(xié)議可以舉三個例子：

    第一類常用的是 SIP/SIMPLE 等協(xié)議，這個在電信網(wǎng)絡(luò)用的比較多，包括全球運營商都在推廣的下一代融合通信。這類協(xié)議的特點是非常健壯，但是規(guī)范非常復(fù)雜，光是看英文規(guī)范文檔可能就要學(xué)習(xí)一兩年，它能夠讓信息在通信節(jié)點之間傳輸?shù)玫胶芎玫陌踩�保障，非常高的互通行，擴展性，同時在私有部署 的時候也可裁剪，所以實際上現(xiàn)在仍然非常多的業(yè)務(wù)在使用這類協(xié)議。  

    第二類常用的就是 XMPP 協(xié)議，XMPP 是互聯(lián)網(wǎng)開源標(biāo)準(zhǔn)的典范。常用的還是 C/S 架構(gòu)。XMPP 協(xié)議的初衷是為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的一套協(xié)議，基于 XML協(xié)議，是可擴展的，所以理論上你可以將它擴展和配置成你想要的業(yè)務(wù)。但是，XMPP 協(xié)議是基于互聯(lián)網(wǎng)早期標(biāo)準(zhǔn)所衍生的，所以它在某些特性上是不適合 移動端的，更適合于 PC 端，比如它的數(shù)據(jù)包比較大，另外在斷線重連上做的也不夠好。一般來講，我還是推薦初學(xué)者用 XMPP 來搭建系統(tǒng)，因為有非常豐富的開源資源，但往往在一段時間之后你會發(fā)現(xiàn)進入瓶頸，比如丟消息，延遲響應(yīng)慢等等，根源還在于 XMPP 機制上更多的還是考慮了穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計的。XMPP 雖然是開源的軟件，開源代表免費，但開源不代表不需要花時間，很多時候為了解決一個小小的問題，你必須通讀它的源代碼，你才知道問題出在哪里，如何解決。我們接觸了很多客戶，都是因為解決不了開源協(xié)議帶來的復(fù)雜問題而重新改變了方案。

    第三類常用是物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，比如目前比較知名的MQTT協(xié)議，這是 IBM 開發(fā)的一款支持多平臺的，非常節(jié)省資源的一套通信協(xié)議。這類協(xié)議的特點就是預(yù)設(shè)場景很簡單，發(fā)送和接收信息都是一次，報文盡量簡短。融云在設(shè)計自己的協(xié)議 的時候參考了物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，當(dāng)然，我們也參考了其他業(yè)界比較優(yōu)秀的協(xié)議，比如我們還要發(fā)送圖片、多媒體內(nèi)容，所以加了很多自己的業(yè)務(wù)模型在基本協(xié)議里。

    這第三類例子，其實代表的是業(yè)內(nèi)很大一部分的通訊協(xié)議，即各個公司私有定制的通信協(xié)議，從互聯(lián)網(wǎng)早期的雅虎、MSN、到移動互聯(lián)網(wǎng)時代的微信，它們其實都是私有協(xié)議。這些私有協(xié)議支撐的是一種 OTT 業(yè)務(wù)，跨過電信運營商來提供即時通訊服務(wù)。移動互聯(lián)網(wǎng)時代，App 開發(fā)者和他們的用戶們其實并不需要關(guān)心底層是怎么實現(xiàn)的，只要一個用戶能和另一個用戶發(fā)送信息就可以，對于這樣的場景，其實根據(jù)它們的需求定制一套私有協(xié)議是最好的，事實上，這也是即時通訊（軟件）領(lǐng)域主流甚至唯一的實現(xiàn)方法。

    InfoQ：你們在省電上做了哪些優(yōu)化？

    楊威：省電也是開發(fā)者和用戶比較關(guān)心的問題，特別是安卓平臺。電量問題分為兩類，一類是前臺耗電，就是應(yīng)用啟動時消耗的電量，另一類是后臺耗電，就是應(yīng)用被關(guān)閉或屏幕熄滅時候的耗電。前臺耗電的主要指標(biāo)是：1)流量，2)內(nèi)存，3）方法。第一在手機上，當(dāng)我們在使用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸時的耗電量是使用 Wi-Fi 或者不使用網(wǎng)絡(luò)時候的幾倍到上百倍之間，因為通信芯片的功耗是非常高的，所以減小流量就是減小電量的消耗，同時還有減少通信次數(shù)，同樣的留言，發(fā)送兩次和發(fā)送一次，電量消耗其實差別很大；第二就是內(nèi)存，盡量不使用壓縮算法和其他消耗內(nèi)存大的方法，消耗內(nèi)存越大，使用內(nèi)存越頻繁，耗電量也越高。這里提到壓縮算法，其實就是指標(biāo)沖突的一個例子，像你用壓縮算法將內(nèi)容體積減少一半，流量減少一半，但是使用內(nèi)存多了，增加了耗電量，這是個度的問題，如何選擇，需要反復(fù)的測試和調(diào)整。因為我們傳輸?shù)臄?shù)據(jù)本來就是二進制數(shù)據(jù)，壓縮作用不大，所以選擇不壓縮。最后就是流 程問題，不必要的操作和數(shù)據(jù)會加大耗電量。在序列化和反序列化方面我們使用 JSON 和 protobuffer，這是谷歌官方推薦的省流量省內(nèi)存的方法，當(dāng)然這也是業(yè)內(nèi)比較通用的方案。

    還有后臺耗電，IM 類服務(wù)在后臺時為了保持長連接，需要向服務(wù)端發(fā)送心跳包。這里我們除了做了減少心跳包大小這樣常規(guī)的優(yōu)化以外，還做了智能心跳的優(yōu)化，在不同的網(wǎng)絡(luò)條件下發(fā)送心跳的間隔時間不同，比如 2G 連接和響應(yīng)速度慢，會消耗更多的電量。這里面的很多數(shù)據(jù)其實是一種“Magic Number”，因為這是根據(jù)大量的經(jīng)驗和測試數(shù)據(jù)對比，以及內(nèi)部的數(shù)據(jù)得到的，并經(jīng)常調(diào)整。

    最后其實很多用戶都有一個誤區(qū)，因為安卓手機比較耗電，其實根據(jù)我們的測試，后臺耗電其實還是遠遠小于前臺耗電的。耗電往往是因為手機軟件有各種bug。一些開發(fā)者會覺得IM類的軟件比較耗電，其實 IM 類的軟件一定是相對最耗電軟件品類，因為你要不斷跟其他人保持通信，如果其他軟件耗電超過了 IM 軟件，那才是問題。之所以大家覺得安卓手機后臺耗電大的原因，一是因為手機上不止裝一個 IM 軟件，二是不光 IM 軟件發(fā)心跳，其實所有的 App 都在做類似的事情，融云作為開發(fā)包的提供者，每個版本都會對電量和流量進行監(jiān)控和測試，我們對此會比應(yīng)用開發(fā)者付出更多的努力，也會有更強的保證。

    InfoQ：你們在快速響應(yīng)和傳輸速度上做了哪些優(yōu)化？

    楊威：第一點是數(shù)據(jù)包盡量小，第二點是我們盡量不分包，一次傳輸完所有信息，我們目前服務(wù)的使用場景，用戶發(fā)送的信息往往比較短的，第三點是鏈路盡量短，服務(wù)器對數(shù)據(jù)做完處理后就發(fā)出去，一些阻塞的操作都是異步進行的，另外一些比較耗時的處理我們會放到客戶端，第四點是“先收先發(fā)”，比如說在客戶端，收到消息之后馬上把它展現(xiàn)出來，然后再做其他操作。比如圖片這類收發(fā)比較慢的消息，我們會優(yōu)先展示，然后異步再收發(fā)。

    InfoQ：融云在SDK上是否做了多路復(fù)用，安卓后臺服務(wù)如何防殺死？

    楊威：多路復(fù)用是肯定的，如果后臺有多個使用我們 SDK 的應(yīng)用在運行，我們可以保證它們同時只使用一個心跳。另外還有一個方面，就是我們在后臺其實是需要保持兩個通道的，一個是 TCP 的長連接，就是 IM 的，另外還有一個推送的長連接。對于移動 IM 來說，推送是必須要有的，因為手機熄屏后其實后臺的服務(wù)已經(jīng)停止工作了，只有推送能夠提醒用戶有新消息。對于這兩個通道，我們也將它合并為一個心跳，只需要一個心跳就可以保持和服務(wù)端的兩個長連接。另外在前臺，我們的多路復(fù)用使用進程池，保證多條消息的收、發(fā)能夠同時進行，這些進程池在使用后也會回收掉。總之就是，能少發(fā)出一個心跳消息，我們盡量少發(fā)出去一次，同時還要一定確保通信鏈路的穩(wěn)定。

    至于后臺進程防殺這是個比較敏感的問題，因為現(xiàn)在用戶不喜歡有一堆進程在后臺消耗它的電量，而且國內(nèi)的各個 ROM 廠商也在這方面做了一些工作，有些應(yīng)用長時間占用系統(tǒng)資源的做法可能會被封禁。以前業(yè)內(nèi)一般常用的做法是做了很多技術(shù)性工作來保證后臺進程永遠殺不死，因為喚醒率對于很多 App 廠商都 是很重要的評測指標(biāo)，把后臺殺死消息就收不到了。不過融云作為一家服務(wù)提供商，我們優(yōu)先還是要對客戶負責(zé)，因此所有的灰色地帶都是不碰的，我們現(xiàn)在的 SDK 默認設(shè)置是一定不觸犯系統(tǒng)或者 ROM 廠商的紅線，如果系統(tǒng)一定要殺進程還不想你重啟，那我們的后臺就不再啟動，我們一定優(yōu)先遵從手機操作系統(tǒng)的規(guī)定，也就是用戶的意愿。

    InfoQ：融云用戶目前有哪些使用場景，針對這些場景做過哪些優(yōu)化？

    楊威：有用戶對我們總結(jié)說，融云最大的價值就是提供了一個穩(wěn)定的長連接，用這個長連接其實可以干很多事。我們認為融云最大的價值是服務(wù)，客戶想到的點子我們可以快速的研發(fā)和實現(xiàn)業(yè)務(wù)。群眾的力量是無窮的，我們的用戶發(fā)掘了很多以前我們從來也想不到的用法。比如做視頻直播、發(fā)信令（遙控器）、彈幕，還有做像滴滴打車一樣的實時地理位置共享。像微信一樣的聊天界面很容易相信，但很多應(yīng)用場景的界面完全都不是 IM，但其實他就是 IM。比如滴滴打車的首頁，因為你可以想一下它那個界面，每個車都定時發(fā)送自己的地理位置，然后一起顯示，其實原理和聊天室是一樣的。我們經(jīng)常和用戶溝通，也為這些場景做了很多優(yōu)化，舉個例子，比如視頻直播的聊天室，我們之前做得比較簡單，就是滿足了收發(fā)信息的需求，但是有些做視頻直播的開發(fā)者還希望有排隊、進場順序等等，對于有些客戶，我們會為它做一個定制版系統(tǒng)，有些如果是非常好的建議，我們也會吸收到我們的主系統(tǒng)里面。

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