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设计 IM 客户端

问题​

如何设计 Android 即时通讯（IM）客户端架构？

答案​

整体架构​

消息收发流程​

消息存储模型​

@Entity(tableName = "messages")
data class Message(
    @PrimaryKey val clientMsgId: String,  // 客户端生成，保证幂等
    val serverMsgId: Long? = null,        // 服务端分配
    val conversationId: String,
    val senderId: String,
    val content: String,
    val type: MessageType,                // TEXT, IMAGE, VOICE, VIDEO
    val status: MessageStatus,            // SENDING, SENT, DELIVERED, READ, FAILED
    val timestamp: Long,
    val localPath: String? = null         // 本地文件路径（图片/语音）
)

@Dao
interface MessageDao {
    @Query("SELECT * FROM messages WHERE conversationId = :convId ORDER BY timestamp DESC LIMIT :limit OFFSET :offset")
    fun getMessages(convId: String, limit: Int, offset: Int): Flow<List<Message>>

    @Upsert
    suspend fun upsert(message: Message)
}

心跳与重连​

class ConnectionManager(private val scope: CoroutineScope) {
    private var heartbeatJob: Job? = null
    private var retryCount = 0

    fun connect() {
        webSocket = okHttpClient.newWebSocket(request, listener)
        startHeartbeat()
    }

    private fun startHeartbeat() {
        heartbeatJob = scope.launch {
            while (isActive) {
                delay(30_000)  // 30 秒心跳间隔
                webSocket?.send(HEARTBEAT_PING)
                // 超时未收到 Pong 则断开重连
                val pongReceived = withTimeoutOrNull(5_000) { waitForPong() }
                if (pongReceived == null) reconnect()
            }
        }
    }

    private fun reconnect() {
        heartbeatJob?.cancel()
        // 指数退避重连：1s, 2s, 4s, 8s, ... max 60s
        val delay = minOf(1000L * (1 shl retryCount), 60_000L)
        scope.launch {
            delay(delay)
            retryCount++
            connect()
        }
    }
}

常见面试问题​

Q1: IM 如何保证消息不丢不重？​

答案：

  • 不丢：发送方等待服务端 ACK，超时重发；接收方收到消息后发送接收 ACK，服务端未收到 ACK 则重推
  • 不重：客户端生成唯一 clientMsgId，服务端和客户端都基于此 ID 去重。重发的消息 clientMsgId 不变，服务端检测到已存在则直接返回 ACK 不再存储

Q2: IM 客户端如何做消息分页加载？​

答案：

使用 游标分页（基于 timestamp 或 serverMsgId），而非 OFFSET 分页，避免数据变化导致重复或遗漏。向上滑动加载历史消息时，查询 timestamp < lastVisibleMessageTimestamp 的前 N 条消息。Room 的 PagingSource + Jetpack Paging 3 可以很好地实现这一功能。

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