[iOS]从零开始开发一个即时通讯APP

2021-09-03 19:08:59

前言

这是我的毕业设计。
刚开始确定这个课题的时候是因为以前有稍微研究过一些XMPP协议，在这个基础上做起来应该不难。然后开始选技术的时候还有半年，我想为什么不从更底层做起呢！那就不用XMPP，当时接触过相关的即时通讯技术还有WebSocket，那为什么直接从更底层的Socket开始封装呢
服务端就用Go语言吧，用来做IM服务器和HTTP服务器都很好。

技术选型

既然是基于Socket，iOS端我并不准备中C语言的Socket开发封装起，而是使用一个第三方库CocoaAsyncSocket。XMPP的iOS framework也是从这个库开始封装。而Go语言的IM服务端则直接使用原生开发即可，无论是UDP还是TCP都已经封装的很好。

HTTP服务器使用的框架是Gin，已经相当成熟，可以用于大型服务端的开发了。

关于传输的数据格式，XMPP使用的是XML，但是体积太大，冗余过多不必要的数据，考虑了很久好像也没必要自己封装二进制的数据格式，我用的是Google的protocol buffer。HTTP服务器还是使用JSON。

我还需要存储客户端的IP地址，由于需要快速读写，我使用的是Redis。

AccessToken验证方式使用的是JSON Web Token（JWT)

实现思路

我的想法是使用UDP Socket来传输数据，至于为什么使用UDP呢，一开始的想法是UDP比TCP快，虽然可能会丢包但是可以试着优化。关于使用UDP来做IM这个想法也被一些大神喷过，但是这都是我自己的想法，就这样做着先。

使用UDP会丢包，所以我想需要一个回执机制，接收端收到了消息后就给发送端发送一个回执，这个回执包括这条消息的ID，如果发送方过一段时间还没有接受到回执的时候则重新发送。而且这个回执还不能丢，所以我使用TCP来发送回执。

UDP是无连接性的，还是要使用TCP来连接服务端，表明登录状态。所以TCP的作用是连接和发送回执。

具体思路是当客户端登录和重新连接的时候，客户端使用UDP Socket绑定端口，然后使用TCP Socket来发送UDP 地址给服务端，服务端把用户的ID和UDP地址存进Redis，等发送方发送的消息包含接收端的用户ID，服务端再从Redis取出接收方的UDP地址进行转发。

发送图片我是这样实现的，我会把图片上传到七牛云，发图片的URL来发送，接收端只需要使用URL来加载图片即可

简单封装一个通讯协议

就叫简单的即时通讯协议，Simple Instant Messaging Protocol，简称SIMP

我想是基于连接的，所以一个用户对应一个 SIMPConnection，每一个SIMPConnection是一个单例，使用代理进行回调

- (BOOL)connectionToRemoteHost:(NSString *)host port:(NSInteger)port forUser:(NSString *)userID;

连接需要用户ID和服务器的地址和端口

在连接的时候就创建TCP和UDP Socket 进行连接，TCP Socket要发送连接的数据，包括UDP Socket的地址

- (BOOL)connectionToRemoteHost:(NSString *)host port:(NSInteger)port forUser:(NSString *)userID {

    self.host = host;

    self.port = port;

    self.userID = userID;

    self.tcpSocket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0)];

    self.udpSocket = [[GCDAsyncUdpSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];

    return [self connect];

}

- (BOOL)connect {

        NSError *error;

        BOOL tcpSuccess = [self.tcpSocket connectToHost:self.host onPort:self.port error:&error];

        CheckError(@"TCPSocketConnectToHost", &error);

        BOOL udpSuccess = [self.udpSocket connectToHost:self.host onPort:self.port + 1 error:&error];

        CheckError(@"UDPSocketConnectToHost", &error);

        [self.udpSocket beginReceiving:&error];

        CheckError(@"beginReceiving", &error);

        [self sendConnectData];

    return tcpSuccess && udpSuccess;

}

还有封装一个 SIMPMessage
里面包含protobuf的数据

我的protobuf数据是这样的，版本，消息的ID，时间，文字内容，图片URL，发送方的ID和接收方的ID，消息类型，图片的比例

syntax = "proto3";

message Message {

 float version = 1;

 uint64 messageId = 2;

 uint64 time = 3;

 string content = 4;

 string imageURL = 5;

 string fromUser = 6;

 string toUser = 7;

 MessageType type = 8;

 float imageScale = 9;

 enum MessageType {

     TEXT = 0;

     IMAGE = 1;

     AUDIO = 2;

     CONNECT = 3;

     RECEIPT = 4;

    }

}