跳到主要内容

即时通讯系统设计

问题​

如何设计一个即时通讯（IM）系统？

答案​

整体架构​

核心流程​

单聊消息投递​

消息可靠投递​

状态含义实现
已发送服务端收到服务端返回 ACK
已送达接收端收到接收端返回 ACK
已读接收端已读接收端发送已读回执
消息重传机制
public void sendMessage(Message msg) {
    // 1. 存储消息，状态=发送中
    messageMapper.insert(msg);
    
    // 2. 推送给接收方
    boolean pushed = pushService.push(msg.getToUserId(), msg);
    
    if (!pushed) {
        // 3. 推送失败（离线），存入离线队列
        offlineMessageService.save(msg.getToUserId(), msg.getId());
    }
    
    // 4. 启动超时重试（5s 未收到 ACK 则重发）
    retryScheduler.scheduleRetry(msg.getId(), 5, TimeUnit.SECONDS);
}

群聊消息​

群聊扩散 —— 写扩散 vs 读扩散
// 写扩散：为每个群成员写一条消息记录
// 适合小群（<200人），查询快
public void sendGroupMessage(GroupMessage msg) {
    List<Long> memberIds = groupService.getMemberIds(msg.getGroupId());
    for (Long memberId : memberIds) {
        // 写入每个成员的收件箱
        inboxService.write(memberId, msg.getId());
    }
}

// 读扩散：只存一条消息，读取时按群 ID 查
// 适合大群（>200人），写入快

消息存储设计​

消息表（按时间分表）
CREATE TABLE message (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    conversation_id VARCHAR(64),  -- 会话ID
    from_uid BIGINT,
    to_uid BIGINT,
    content TEXT,
    msg_type TINYINT,  -- 文本/图片/语音/...
    status TINYINT,    -- 发送中/已送达/已读
    created_at DATETIME,
    INDEX idx_conversation (conversation_id, created_at)
);

已读回执​

群聊已读回执
// 记录每个用户在每个会话中读到的最新消息 ID
// Redis Hash: read_cursor:{userId} → { conversationId: lastReadMsgId }
public void markAsRead(long userId, String conversationId, long msgId) {
    redisTemplate.opsForHash().put(
        "read_cursor:" + userId, conversationId, String.valueOf(msgId)
    );
}

// 未读数 = 会话最新消息 ID - 用户已读消息 ID
public long getUnreadCount(long userId, String conversationId) {
    long lastRead = getLastReadMsgId(userId, conversationId);
    long latest = getLatestMsgId(conversationId);
    return latest - lastRead;
}

常见面试问题​

Q1: 如何保证消息不丢？​

答案：

三重保障：

  1. 客户端 → 服务端：服务端收到后返回 ACK，超时重传
  2. 服务端 → MQ：MQ 事务消息或发送确认
  3. MQ → 接收端：接收端 ACK，未确认则重投

通过 msg_id 做幂等去重，防止重复消息。

Q2: 如何保证消息有序？​

答案：

  • 服务端用全局递增 ID（雪花算法）作为 msg_id
  • 客户端按 msg_id 排序展示
  • 同一会话的消息路由到同一 MQ 分区保证顺序消费

Q3: 大量用户同时在线，长连接如何管理？​

答案：

  • 连接层独立部署，无状态，水平扩展
  • 用 Redis 维护 userId → 连接所在机器 的路由表
  • 跨机器推送通过 MQ/Redis Pub-Sub 转发

Q4: 离线消息怎么处理？​

答案：

离线消息存储到离线表或 Redis，用户上线后拉取并清空。大量离线消息分页拉取，避免一次推送太多。

相关链接​