引言

在开发IM即时通讯应用时，架构设计是项目成功的关键之一。好的架构设计既能保证系统的灵活性与可扩展性，又能避免过度设计带来的复杂性，进而影响项目进度和后期维护。如何找到一个平衡点，成为了设计的核心问题。过度设计会增加项目的复杂性，导致进度滞后，而提前设计有时又无法应对未来需求的变化。因此，在开发星联App时，追求的是一个既简洁又高效的系统架构，能应对当前需求并具备未来扩展的潜力。

客户端设计

客户端部分采用原生Android进行开发，结合Java和Kotlin的混合编程模式。由于我之前主要使用Java进行Android开发，这次希望通过实战深入学习Kotlin，并借此提升项目的现代化水平。

基础技术选型

  • 数据库：MMKV 和 ObjectBox

    在即时通讯应用中，消息存储和读取的效率直接关系到应用的响应速度和用户体验。为此选择了两款高效的存储方案：MMKV和ObjectBox。

    • ObjectBox：作为一款高性能的数据库，ObjectBox是由Greendao团队开发的，专为移动设备优化，相比传统的SQLite，它提供了更高的性能和更简洁的API，特别适合存储大量的消息数据。ObjectBox支持高效的离线存储，具备低延迟的数据访问和高吞吐量的能力，可以快速处理IM消息的存取需求。在开发过程中，ObjectBox还提供了强大的多线程支持，保证在并发环境下数据的稳定性和高效性。
    • MMKV：MMKV是腾讯开源的高效键值对存储框架，特别适用于存储少量的配置信息或者用户数据。在即时通讯应用中，MMKV主要用于存储一些用户的配置、缓存以及短期内需要频繁读取的小型数据，比如会话列表、消息通知设置等。MMKV相较于传统的SharedPreferences，提供了更高的读写性能，尤其在多进程场景下表现更为出色，可以有效避免并发访问导致的问题。

  • 实时通信：WebSocket协议

    在即时通讯应用中，消息的实时性是最关键的需求之一。为了实现高效且低延迟的双向通信，选择了WebSocket协议。

    WebSocket是一种全双工通信协议，它通过一个持久连接在客户端和服务器之间保持开放的通信通道。与传统的轮询和长轮询方法相比，WebSocket减少了多次请求的开销，同时也避免了不必要的资源浪费。WebSocket在建立连接后，客户端和服务器能够随时互相发送数据，这对于即时通讯来说，能够极大地提升消息传输的速度和实时性。

    • 低延迟：WebSocket能够减少延迟，确保消息能够在最短的时间内从发送方传输到接收方，确保了即时通讯的及时性。
    • 高效传输：在网络连接建立后，客户端和服务器之间通过一个持久连接进行双向通信，极大地减少了通信过程中的开销，避免了不断建立和关闭连接的浪费。
    • 可靠性：WebSocket协议的持久连接保证了消息能够可靠地传输，即使在网络不稳定的情况下，消息也能通过重连机制保证传递。

  • 网络请求和API封装

    • 网络请求库：Retrofit + OkHttp

      Retrofit是一个类型安全的HTTP客户端，简化了API请求和响应的处理，而OkHttp是一个高效的HTTP客户端库，通常与Retrofit一起使用，提供更底层的网络请求支持。

      • 简化API调用：Retrofit的注解使得网络请求的定义变得非常简洁，通过接口和注解的方式直接将HTTP请求映射为Kotlin函数。
      • 支持异步请求：通过与Kotlin协程结合，Retrofit支持异步请求，可以轻松处理网络请求的并发和回调。
      • OkHttp的拦截器：OkHttp可以配置拦截器，便于日志记录、网络错误处理以及自定义请求头等功能的实现。

  • 图像加载库：Glide

    Glide是一个广泛使用的图像加载库，适用于Android应用，能够高效地加载、缓存和显示图片，特别是在处理大尺寸图像、GIF动画和图像优化方面表现出色。

    • 图片加载与缓存：Glide采用了内存缓存和磁盘缓存机制，可以有效地减少重复加载图片，优化性能。通过内存缓存，图片会被保存在内存中，下一次加载相同图片时可以直接从缓存中获取，而不需要重新从网络加载。磁盘缓存则帮助保存图片，避免每次重新下载。
    • GIF和动态图像支持：Glide不仅支持静态图片，还能够处理GIF动画和其他格式的动态图像，适用于即时通讯应用中的表情包和动态头像等功能。
    • 占位符与错误图像：Glide允许开发者设置加载图片时的占位符和加载失败时显示的错误图像，能够提升用户体验，避免在图片加载过程中出现空白区域。
    • 图像裁剪与变换：Glide提供了强大的图像裁剪、变换和缩放功能，可以根据需要调整图像的显示效果。例如，圆形裁剪用于显示头像，或者根据屏幕大小调整图像的大小，避免加载过大或过小的图片。
    • 内存管理：Glide会自动根据系统内存情况调整缓存策略，确保应用在低内存环境下也能平稳运行。它还提供了内存使用的详细控制，避免图片缓存过多占用系统资源。

  • 架构设计：类MVVM架构

    在星联App的开发中，采用了类MVVM架构，以更好地解耦UI和业务逻辑，并提升系统的可维护性和可扩展性。说是类mvvm结构其实主要是因为未使用DataBinding，因为我感觉使用DataBinding会导致布局与数据进行了耦合，这个做法不是特别推荐

    • Model：负责数据的获取和存储，处理与外部数据源（如数据库、网络）的交互。在星联App中，Model主要负责管理本地存储的消息数据，并通过WebSocket协议接收和发送消息。
    • View：负责展示UI界面，用户与应用的交互都通过View层进行。View层通常不直接处理数据，而是通过观察ViewModel来显示数据。
    • ViewModel：作为Model和View之间的中介，负责从Model获取数据并将数据传递给View。ViewModel不直接处理UI操作，它将UI的状态和逻辑从View中抽离出来，确保UI与业务逻辑解耦。通过LiveData等方式，ViewModel能够在数据变化时通知View更新UI。

    MVVM架构的优势在于它能够简化复杂的UI状态管理，提升代码的复用性，并减少代码间的耦合。在星联App中，MVVM架构使得可以在在不影响UI层的情况下进行业务逻辑的修改和扩展，提高了开发效率。

技术方案总结

  • 高效存储：通过结合ObjectBox和MMKV，实现了高效、稳定的本地数据存储方案。
  • 实时通信：使用WebSocket协议实现低延迟、高效率的双向数据传输。
  • 安全可靠：通过HTTPS协议保证所有数据传输的安全性，防止中途数据泄漏。
  • 架构设计：采用MVVM架构实现业务逻辑、UI和数据的解耦，提高了代码的可维护性和可扩展性。

结语

随着开发的深入，后续的技术方案还会根据需求进行调整与扩展，确保应用能够持续满足用户的高效通讯需求。随着项目进展，更多的技术方案和架构设计将陆续与大家分享。