目前，隨著(zhù)移動(dòng)應用的泛社交化，移動(dòng)即時(shí)通訊（IM）第三方服務(wù)被越來(lái)越多開(kāi)發(fā)者所接受。對于這類(lèi)服務(wù)，功能和穩定性是開(kāi)發(fā)者關(guān)注的重點(diǎn)，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(jìn)行采訪(fǎng)，探討了移動(dòng) IM 服務(wù)如何做到性能和體驗上的極致優(yōu)化。
受訪(fǎng)嘉賓介紹：
楊威，融云技術(shù)副總裁，移動(dòng)通信技術(shù)專(zhuān)家，智能終端軟件研發(fā)專(zhuān)家。北京郵電大學(xué)通信工程系學(xué)士和碩士學(xué)位，長(cháng)期從事智能移動(dòng)終端上的軟件開(kāi)發(fā)工作，曾在三 星中國通信研究院工作八年。曾負責第三方軟件的本地化開(kāi)發(fā)工作，如高德導航等軟件在全部中國三星終端上的商業(yè)化過(guò)程。曾作為項目經(jīng)理領(lǐng)導了包括 Galaxy Note 在內等多款商業(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(xiàn)研發(fā)總負責人和技術(shù)專(zhuān)家，參與了中國移動(dòng)融合通信產(chǎn)品規范的整體設計，帶領(lǐng)團隊設計了三星 RCS、VoIP/VoLTE 產(chǎn)品線(xiàn)的軟件架構，并負責研發(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？是否設立了性能指標？
楊威：因為融云提供的是面向開(kāi)發(fā)者的云服務(wù)，我們十分重視性能和用戶(hù)體驗。我們在提供即時(shí)通訊服務(wù)上有三個(gè) 基本原則：節省客戶(hù)的資源，讓客戶(hù)可擴展和可定制，和提供盡量好的功能質(zhì)量。根據這三個(gè)原則我們其實(shí)是有一些指標的，我們內部比較關(guān)注5個(gè)性能指標，分別 是流量、電量、速度、質(zhì)量和包大小。
不過(guò)，在很多時(shí)候這些指標之間其實(shí)是互相矛盾或者沖突的，所以需要權衡，不可能在每一個(gè)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)界主流或標準相比有哪些優(yōu)勢？
楊威：對于通訊協(xié)議，可能不了解的人覺(jué)得它很神秘，但像我們這種整天面對它們的人覺(jué)得并沒(méi)有什么特別的地方。用通俗的話(huà)來(lái)講，就是兩者之間制定一條規則，然后遵守這個(gè)規則我把一個(gè)東西傳給你，你確認收到了，這個(gè)規則就是通訊協(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(gè)例子：
第一類(lèi)常用的是 SIP/SIMPLE 等協(xié)議，這個(gè)在電信網(wǎng)絡(luò )用的比較多，包括全球運營(yíng)商都在推廣的下一代融合通信。這類(lèi)協(xié)議的特點(diǎn)是非常健壯， 但是規范非常復雜，光是看英文規范文檔可能就要學(xué)習一兩年，它能夠讓信息在通信節點(diǎn)之間傳輸得到很好的安全保障，非常高的互通行，擴展性，同時(shí)在私有部署 的時(shí)候也可裁剪，所以實(shí)際上現在仍然非常多的業(yè)務(wù)在使用這類(lèi)協(xié)議。
第二類(lèi)常用的就是 XMPP 協(xié)議，XMPP 是互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)源標準的典范。常用的還是C/S 架構。XMPP 協(xié)議的初衷是為互聯(lián)網(wǎng)設計的一套協(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)早期標準所衍生的，所以它在某些特性上是不適合 移動(dòng)端的，更適合于 PC 端，比如它的數據包比較大，另外在斷線(xiàn)重連上做的也不夠好。一般來(lái)講，我還是推薦初學(xué)者用 XMPP 來(lái)搭建系統，因為有非常豐富的開(kāi) 源資源，但往往在一段時(shí)間之后你會(huì )發(fā)現進(jìn)入瓶頸，比如丟消息，延遲響應慢等等，根源還在于 XMPP 機制上更多的還是考慮了穩定的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境設計的。XMPP 雖然是開(kāi)源的軟件，開(kāi)源代表免費，但開(kāi)源不代表不需要花時(shí)間，很多時(shí)候為了解決一個(gè)小小的問(wèn)題，你必須通讀它的源代碼，你才知道問(wèn)題出在哪里，如何解決。 我們接觸了很多客戶(hù)，都是因為解決不了開(kāi)源協(xié)議帶來(lái)的復雜問(wèn)題而重新改變了方案。
第三類(lèi)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(kāi)發(fā)的一款支持多平臺的，非常節省資源的一套通信協(xié)議。這類(lèi)協(xié)議的特點(diǎn)就是預設場(chǎng)景很簡(jiǎn)單，發(fā)送和接收信息都是一次，報文盡量簡(jiǎn)短。融云在設計自己的協(xié)議 的時(shí)候參考了物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，當然，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(lèi)例子，其實(shí)代表的是業(yè)內很大一部分的通訊協(xié)議，即各個(gè)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的微信， 它們其實(shí)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(guò)電信運營(yíng)商來(lái)提供即時(shí)通訊服務(wù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，App 開(kāi)發(fā)者和他們的用戶(hù)們其實(shí)并不需 要關(guān)心底層是怎么實(shí)現的，只要一個(gè)用戶(hù)能和另一個(gè)用戶(hù)發(fā)送信息就可以，對于這樣的場(chǎng)景，其實(shí)根據它們的需求定制一套私有協(xié)議是最好的，事實(shí)上，這也是即時(shí)通訊（軟件）領(lǐng)域主流甚至唯一的實(shí)現方法。
InfoQ：你們在省電上做了哪些優(yōu)化？
楊威：省電也是開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)比較關(guān)心的問(wèn)題，特別是安卓平臺。電量問(wèn)題分為兩類(lèi)，一類(lèi)是前臺耗電，就是應用 啟動(dòng)時(shí)消耗的電量，另一類(lèi)是后臺耗電，就是應用被關(guān)閉或屏幕熄滅時(shí)候的耗電。前臺耗電的主要指標是:1)流量，2)內存，3）方法。第一在手機上，當我們 在使用數據網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)的耗電量是使用Wi-Fi或者不使用網(wǎng)絡(luò )時(shí)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(shí)還有減少通信次數，同樣的留言，發(fā)送兩次和發(fā)送一次，電量消耗其實(shí)差別很大；第二就是內存，盡量不使用壓縮算法和其他消耗內存大的方法，消耗內存越 大，使用內存越頻繁，耗電量也越高。這里提到壓縮算法，其實(shí)就是指標沖突的一個(gè)例子，像你用壓縮算法將內容體積減少一半，流量減少一半，但是使用內存多 了，增加了耗電量，這是個(gè)度的問(wèn)題，如何選擇，需要反復的測試和調整。因為我們傳輸的數據本來(lái)就是二進(jìn)制數據，壓縮作用不大，所以選擇不壓縮。最后就是流 程問(wèn)題，不必要的操作和數據會(huì )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存的方法，當 然這也是業(yè)內比較通用的方案。
還有后臺耗電，IM 類(lèi)服務(wù)在后臺時(shí)為了保持長(cháng)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(shí)間不同，比如2G連接和響應速度慢，會(huì )消耗更多的電量。這里面的很多數據其實(shí)是一種“Magic Number”，因為這是根據大量的經(jīng)驗和測試數據對比，以及內部的數據得到的，并經(jīng)常調整。
最后其實(shí)很多用戶(hù)都有一個(gè)誤區，因為安卓手機比較耗電，其實(shí)根據我們的測試，后臺耗電其實(shí)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(kāi)發(fā)者會(huì )覺(jué)得 IM 類(lèi)的軟件比較耗電，其實(shí) IM 類(lèi)的軟件一定是相對最耗電軟件品類(lèi)，因為你要不斷跟其他人保持通信，如果其他軟件耗電超過(guò)了 IM 軟件，那才是問(wèn)題。之所以大家覺(jué)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(gè) IM 軟件，二是不光IM軟件發(fā)心跳，其實(shí)所有的app都在做類(lèi) 似的事情，融云作為開(kāi)發(fā)包的提供者，每個(gè)版本都會(huì )對電量和流量進(jìn)行監控和測試，我們對此會(huì )比應用開(kāi)發(fā)者付出更多的努力，也會(huì )有更強的保證。
InfoQ：你們在快速響應和傳輸速度上做了哪些優(yōu)化？
楊威：第一點(diǎn)是數據包盡量小，第二點(diǎn)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(chǎng)景，用戶(hù)發(fā)送的信息往往比較短的，第三點(diǎn)是鏈路盡量短，服務(wù)器對數據做完處理后就發(fā)出去，一些阻塞的操作都是異步進(jìn)行的，另外一些比較耗時(shí)的處理我們會(huì )放到客戶(hù) 端，第四點(diǎn)是“先收先發(fā)”，比如說(shuō)在客戶(hù)端，收到消息之后馬上把它展現出來(lái)，然后再做其他操作。比如圖片這類(lèi)收發(fā)比較慢的消息，我們會(huì )優(yōu)先展示，然后異步 再收發(fā)。
InfoQ：融云在 SDK 上是否做了多路復用，安卓后臺服務(wù)如何防殺死？
楊威：多路復用是肯定的，如果后臺有多個(gè)使用我們SDK的應用在運行，我們可以保證它們同時(shí)只使用一個(gè)心 跳。另外還有一個(gè)方面，就是我們在后臺其實(shí)是需要保持兩個(gè)通道的，一個(gè)是 TCP 的長(cháng)連接，就是 IM 的，另外還有一個(gè)推送的長(cháng)連接。對于移動(dòng) IM 來(lái)說(shuō)，推送 是必須要有的，因為手機熄屏后其實(shí)后臺的服務(wù)已經(jīng)停止工作了，只有推送能夠提醒用戶(hù)有新消息。對于這兩個(gè)通道，我們也將它合并為一個(gè)心跳，只需要一個(gè)心跳 就可以保持和服務(wù)端的兩個(gè)長(cháng)連接。另外在前臺，我們的多路復用使用進(jìn)程池，保證多條消息的收、發(fā)能夠同時(shí)進(jìn)行，這些進(jìn)程池在使用后也會(huì )回收掉。總之就是， 能少發(fā)出一個(gè)心跳消息，我們盡量少發(fā)出去一次，同時(shí)還要一定確保通信鏈路的穩定。
至于后臺進(jìn)程防殺這是個(gè)比較敏感的問(wèn)題，因為現在用戶(hù)不喜歡有一堆進(jìn)程在后臺消耗它的電量，而且國內的各個(gè) ROM 廠(chǎng)商也在這方面做了一些工作， 有些應用長(cháng)時(shí)間占用系統資源的做法可能會(huì )被封禁。以前業(yè)內一般常用的做法是做了很多技術(shù)性工作來(lái)保證后臺進(jìn)程永遠殺不死，因為喚醒率對于很多App廠(chǎng)商都 是很重要的評測指標，把后臺殺死消息就收不到了。不過(guò)融云作為一家服務(wù)提供商，我們優(yōu)先還是要對客戶(hù)負責，因此所有的灰色地帶都是不碰的，我們現在的 SDK 默認設置是一定不觸犯系統或者 ROM 廠(chǎng)商的紅線(xiàn)，如果系統一定要殺進(jìn)程還不想你重啟，那我們的后臺就不再啟動(dòng)，我們一定優(yōu)先遵從手機操作系統的規 定，也就是用戶(hù)的意愿。
InfoQ：融云用戶(hù)目前有哪些使用場(chǎng)景，針對這些場(chǎng)景做過(guò)哪些優(yōu)化？
楊威：有用戶(hù)對我們總結說(shuō)，融云最大的價(jià)值就是提供了一個(gè)穩定的長(cháng)連接，用這個(gè)長(cháng)連接其實(shí)可以干很多事。我 們認為融云最大的價(jià)值是服務(wù)，客戶(hù)想到的點(diǎn)子我們可以快速的研發(fā)和實(shí)現業(yè)務(wù)。群眾的力量是無(wú)窮的，我們的用戶(hù)發(fā)掘了很多以前我們從來(lái)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(chē)一樣的實(shí)時(shí)地理位置共享。像微信一樣的聊天界面很容易相信，但很多應用場(chǎng)景的界面完全都不是 IM， 但其實(shí)他就是 IM。比如滴滴打車(chē)的首頁(yè)，因為你可以想一下它那個(gè)界面，每個(gè)車(chē)都定時(shí)發(fā)送自己的地理位置，然后一起顯示，其實(shí)原理和聊天室是一樣的。我們經(jīng) 常和用戶(hù)溝通，也為這些場(chǎng)景做了很多優(yōu)化，舉個(gè)例子，比如視頻直播的聊天室，我們之前做的比較簡(jiǎn)單，就是滿(mǎn)足了收發(fā)信息的需求，但是有些做視頻直播的開(kāi)發(fā) 者還希望有排隊、進(jìn)場(chǎng)順序等等，對于有些客戶(hù)，我們會(huì )為它做一個(gè)定制版系統，有些如果是非常好的建議，我們也會(huì )吸收到我們的主系統里面。
