聊聊 IM 系统重构到 SDK 设计的最佳实践

SDK 设计

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在之前提到了 cim 在做集成测试的时候遇到的问题，需要提供一个 SDK 来解决，于是我花了一些时间编写了 SDK，同时也将 cim-client 重构了。

重构后的代码长这个样子：

@Bean
    public Client buildClient(@Qualifier("callBackThreadPool") ThreadPoolExecutor callbackThreadPool,
                              Event event) {
        OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient.Builder().connectTimeout(3, TimeUnit.SECONDS)
                .readTimeout(3, TimeUnit.SECONDS)
                .writeTimeout(3, TimeUnit.SECONDS)
                .retryOnConnectionFailure(true).build();

        return Client.builder()
                .auth(ClientConfigurationData.Auth.builder()
                        .userName(appConfiguration.getUserName())
                        .userId(appConfiguration.getUserId())
                        .build())
                .routeUrl(appConfiguration.getRouteUrl())
                .loginRetryCount(appConfiguration.getReconnectCount())
                .event(event)
                .reconnectCheck(client -> !shutDownSign.checkStatus())
                .okHttpClient(okHttpClient)
                .messageListener(new MsgCallBackListener(msgLogger))
                .callbackThreadPool(callbackThreadPool)
                .build();
    }

配合 springboot 使用时只需要创建一个 Client 即可，这个 Client 里维护了核心的：

• 长链接创建、状态维护

• 心跳检测

• 超时、网络异常重连等

同时也提供了简易的 API 可以直接收发消息：

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这样在集成到业务代码中时会更方便。

以前的代码耦合度非常高，同时因为基础代码是 18 年写的，现在真的没有眼看了；

重构的过程中使用一些 Java8+ 的一些语法糖精简了许多代码，各个模块间的组织关系也重新梳理，现在会更易维护了。

比如由于创建客户端需要许多可选参数，于是就提供了 Builder 模式的创建选项：

public interface ClientBuilder {  
  
    Client build();  
    ClientBuilder auth(ClientConfigurationData.Auth auth);  
    ClientBuilder routeUrl(String routeUrl);  
    ClientBuilder loginRetryCount(int loginRetryCount);  
    ClientBuilder event(Event event);  
    ClientBuilder reconnectCheck(ReconnectCheck reconnectCheck);  
    ClientBuilder okHttpClient(OkHttpClient okHttpClient);  
    ClientBuilder messageListener(MessageListener messageListener);  
    ClientBuilder callbackThreadPool(ThreadPoolExecutor callbackThreadPool);  
}

以上部分 API 的设计借鉴了 Pulsar。

Proxy 优化

除此之外还优化了请求代理，这个 Proxy 主要是用于方便在各个服务中发起 rest 调用，我这里为了轻量也没有使用 Dubbo、SpringCloud 这类服务框架。

但如果都硬编码 http client 去请求时会有许多重复冗余的代码，比如创建连接、请求参数、响应解析、异常处理等。

于是在之前的版本中就提供了一个 ProxyManager 的基本实现：

@Override  
public List<OnlineUsersResVO.DataBodyBean> onlineUsers() throws Exception{  
    RouteApi routeApi = new ProxyManager<>(RouteApi.class, routeUrl, okHttpClient).getInstance();  
  
    Response response = null;  
    OnlineUsersResVO onlineUsersResVO = null;  
    try {  
        response = (Response) routeApi.onlineUser();  
        String json = response.body().string() ;  
        onlineUsersResVO = JSON.parseObject(json, OnlineUsersResVO.class);  
  
    }catch (Exception e){  
        log.error("exception",e);  
    }finally {  
        response.body().close();  
    }  
    return onlineUsersResVO.getDataBody();  
}

虽然提供了一些连接管理和参数封装等基础功能，但只实现了一半。

从上面的代码也可以看出序列化都得自己实现，这些代码完全是冗余的。

经过重构后以上的代码可以精简到如下：

// 声明接口
@Request(method = Request.GET)  
BaseResponse<Set<CIMUserInfo>> onlineUser() throws Exception;

// 初始化
routeApi = RpcProxyManager.create(RouteApi.class, routeUrl, okHttpClient);

public Set<CIMUserInfo> onlineUser() throws Exception {  
    BaseResponse<Set<CIMUserInfo>> onlineUsersResVO = routeApi.onlineUser();  
    return onlineUsersResVO.getDataBody();  
}

这个调整之后就非常类似于 Dubbo gRPC 这类 RPC 框架的使用，只需要把接口定义好，就和调用本地函数一样的简单。

为了方便后续可能调用一些外部系统，在此基础上还支持了指定多种请求 method、指定 URL 、返回结果嵌套泛型等。

@Request(url = "sample-request?author=beeceptor")  
EchoGeneric<EchoResponse.HeadersDTO> echoGeneric(EchoRequest message);

@Test  
public void testGeneric() {  
    OkHttpClient client = new OkHttpClient();  
    String url = "http://echo.free.beeceptor.com";  
    Echo echo = RpcProxyManager.create(Echo.class, url, client);  
    EchoRequest request = new EchoRequest();  
    request.setName("crossoverJie");  
    request.setAge(18);  
    request.setCity("shenzhen");  
    // 支持泛型解析
    EchoGeneric<EchoResponse.HeadersDTO> response = echo.echoGeneric(request);  
    Assertions.assertEquals(response.getHeaders().getHost(), "echo.free.beeceptor.com");  
}

支持动态 URL 调用

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还有一个 todo：希望可以将 ProxyManager 交给 Spring 去管理，之前是在每次调用的地方都会创建一个 Proxy 对象，完全没有必要，代码也很冗余。

但有网友在实现过程中发现，有个场景的请求地址是动态的，如果是交给 Spring 管理为单例后是没法修改 URL 地址的，因为这个地址是在创建对象的时候初始化的。

所以我就在这里新增了一个动态 URL 的特性：

EchoResponse echoTarget(EchoRequest message, @DynamicUrl(useMethodEndpoint = false) String url);

Echo echo = RpcProxyManager.create(Echo.class, client);
String url = "http://echo.free.beeceptor.com/sample-request?author=beeceptor";
EchoResponse response = echo.echoTarget(request, url);

在声明接口的时候使用 @DynamicUrl 的方法参数注解，告诉代理这个参数是 URL。这样就可以允许在创建  Proxy 对象的时候不指定 URL，而是在实际调用时候再传入具体的 URL，更方便创建单例了。

集成测试优化

同时还优化了集成测试，支持了 server 的集群版测试。

https://github.com/crossoverJie/cim/blob/4c149f8bda78718e3ecae2c5759aa9732eff9132/cim-client-sdk/src/test/java/com/crossoverjie/cim/client/sdk/ClientTest.java#L210

@Test  
public void testReconnect() throws Exception {  
    super.startTwoServer();  
    super.startRoute();  
  
    String routeUrl = "http://localhost:8083";  
    String cj = "cj";  
    String zs = "zs";  
    Long cjId = super.registerAccount(cj);  
    Long zsId = super.registerAccount(zs);  
    var auth1 = ClientConfigurationData.Auth.builder()  
            .userName(cj)  
            .userId(cjId)  
            .build();  
    var auth2 = ClientConfigurationData.Auth.builder()  
            .userName(zs)  
            .userId(zsId)  
            .build();  
  
    @Cleanup  
    Client client1 = Client.builder()  
            .auth(auth1)  
            .routeUrl(routeUrl)  
            .build();  
    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);  
    ClientState.State state = client1.getState();  
    Awaitility.await().atMost(10, TimeUnit.SECONDS)  
            .untilAsserted(() -> Assertions.assertEquals(ClientState.State.Ready, state));  
  
  
    AtomicReference<String> client2Receive = new AtomicReference<>();  
    @Cleanup  
    Client client2 = Client.builder()  
            .auth(auth2)  
            .routeUrl(routeUrl)  
            .messageListener((client, message) -> client2Receive.set(message))  
            .build();  
    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);  
    ClientState.State state2 = client2.getState();  
    Awaitility.await().atMost(10, TimeUnit.SECONDS)  
            .untilAsserted(() -> Assertions.assertEquals(ClientState.State.Ready, state2));  
  
    Optional<CIMServerResVO> serverInfo2 = client2.getServerInfo();  
    Assertions.assertTrue(serverInfo2.isPresent());  
    System.out.println("client2 serverInfo = " + serverInfo2.get());  
  
    // send msg  
    String msg = "hello";  
    client1.sendGroup(msg);  
    Awaitility.await()  
            .untilAsserted(() -> Assertions.assertEquals(String.format("cj:%s", msg), client2Receive.get()));  
    client2Receive.set("");  
  
  
    System.out.println("ready to restart server");  
    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);  
    Optional<CIMServerResVO> serverInfo = client1.getServerInfo();  
    Assertions.assertTrue(serverInfo.isPresent());  
    System.out.println("server info = " + serverInfo.get());  
  
    super.stopServer(serverInfo.get().getCimServerPort());  
    System.out.println("stop server success! " + serverInfo.get());  
  
  
    // Waiting server stopped, and client reconnect.  
    TimeUnit.SECONDS.sleep(30);  
    System.out.println("reconnect state: " + client1.getState());  
    Awaitility.await().atMost(15, TimeUnit.SECONDS)  
            .untilAsserted(() -> Assertions.assertEquals(ClientState.State.Ready, state));  
    serverInfo = client1.getServerInfo();  
    Assertions.assertTrue(serverInfo.isPresent());  
    System.out.println("client1 reconnect server info = " + serverInfo.get());  
  
    // Send message again.  
    log.info("send message again, client2Receive = {}", client2Receive.get());  
    client1.sendGroup(msg);  
    Awaitility.await()  
            .untilAsserted(() -> Assertions.assertEquals(String.format("cj:%s", msg), client2Receive.get()));  
    super.stopTwoServer();  
}

比如在这里编写了一个客户端重连的单测，代码有点长，但它的主要流程如下：

• 启动两个 Server：Server1，Server2

• 启动 Route

• 在启动两个 Client 发送消息

• 校验消息发送是否成功

• 停止 Client1 连接的 Server

• 等待 Client 自动重连到另一个 Server

• 再次发送消息

• 校验消息发送是否成功

这样就可以验证在服务端 Server 宕机后整个服务是否可用，消息收发是否正常。

public void startTwoServer() {  
    if (!zooKeeperContainer.isRunning()){  
        zooKeeperContainer.start();  
    }    zookeeperAddr = String.format("%s:%d", zooKeeperContainer.getHost(), zooKeeperContainer.getMappedPort(ZooKeeperContainer.DEFAULT_CLIENT_PORT));  
    SpringApplication server = new SpringApplication(CIMServerApplication.class);  
    String[] args1 = new String[]{  
            "--cim.server.port=11211",  
            "--server.port=8081",  
            "--app.zk.addr=" + zookeeperAddr,  
    };    ConfigurableApplicationContext run1 = server.run(args1);  
    runMap.put(Integer.parseInt("11211"), run1);  
  
  
    SpringApplication server2 = new SpringApplication(CIMServerApplication.class);  
    String[] args2 = new String[]{  
            "--cim.server.port=11212",  
            "--server.port=8082",  
            "--app.zk.addr=" + zookeeperAddr,  
    };    ConfigurableApplicationContext run2 = server2.run(args2);  
    runMap.put(Integer.parseInt("11212"), run2);  
}

public void stopServer(Integer port) {  
    runMap.get(port).close();  
    runMap.remove(port);  
}

这里的启动两个 Server 就是创建了两个 Server 应用，然后保存好端口和应用之间的映射关系。

这样就可以根据客户端连接的 Server 信息指定停止哪一个 Server，更方便做测试。

这次重启 cim 的维护后会尽量维护下去，即便更新时间慢一点。

后续还会加上消息 ack、离线消息等之前呼声很高的功能，感兴趣的完全可以一起参与。

源码地址：https://github.com/crossoverJie/cim