如何实现消息推送系统微笑不加冰

随着IOS，Android应用的普及，对推送消息的需求也越来来重要，目前市面上有的个推推送、极光推送、友盟推送等等，那如何自己搭建一个推荐系统昵？

2、名词说明：

设备端：消息接收方；

消息服务：负责和设备端建立连接，并推送消息给设备端

消息系统：消息服务集群；

路由系统：根据消息服务的负责返回合适的消息服务给设备端（主要负责监控当前可用的消息服务、监控当前消费服务的负载情况，返回合适的消息服务给设备端）

业务系统：消息系统之外的其它业务系统；

平台：包括设备端和前端页面系统；

3、设计原则

可扩展性：为了保证系统的高可用，要求各模块都可以水平扩展；

高可用性：设计过程中必须考虑系统的稳定性；

原则单一：各组件的功能的单一（如：消息系统只负责和设备端连接和向设备端发送消息，禁止在消息系统中做复杂的业务逻辑）

4、技术选型

2.1：传输方式

要满足大量的连接数、同时支持双全工通信，并且性能也得有保障。

在Java技术栈中进行选型首先自然是排除掉了传统IO。

那就只有选NIO了，在这个层面其实选择也不多，考虑到社区、资料维护等方面最终选择了Netty。

2.2:数据格式选型

1、json简单

2、hession（为了简单说明，该文档就以hession为主）

3、protobuf

4、自定义协议

5、架构图

说明：

5.1、服务端启动说明（上面红色箭头标记）

启动包括两部分

1）注册服务到zk中；

2）监听MQ消息中，本机到消息。

5.2、客户端启动流程

客户端启动包括五部分

1）请求路由系统获取可用到消息服务；

2）路由系统获取可用到消息服务；

3）路由系统通过redis获取可用消息服务的负载，路由系统根据消息服务的负载返回合适的消息服务给设备端；

4）设备端连接消息服务；

5）消息服务接受连接服务，进行验证消息，向Redis中记录连接信息。

5.3、启动过程中需要考虑的几个问题

1）保证连接的稳定可靠（心跳）设备端和消息服务都进行必要的心跳检查。

当一台智能手机连上移动网络时，其实并没有真正连接上Internet，运营商分配给手机的IP其实是运营商的内网IP，手机终端要连接上Internet还必须通过运营商的网关进行IP地址的转换，这个网关简称为NAT(NetWorkAddressTranslation)，简单来说就是手机终端连接Internet其实就是移动内网IP，端口，外网IP之间相互映射。

设备端心跳检查流程

消费服务心跳流程：

说明：设备端和消息服务心跳过程中可能存在几个问题

1、消息不停端断开和重连

原因：设备端和消息服务相互断开重连；

2、在redis中通一个客户端对应多个消费服务

原因：redis中消费连接信息按5分钟过期，心跳120s中进行一次，有可能断开连接没有清理完成前，设备端已经连接到另一个消费服务上了；

解决办法：在连接信息中记录最新更新信息，以最新更新信息到设备端为准（如果redis记录信息Key能定义唯一，不存在此问题）。

3、消息服务和redis中连接信息不一致

原因：由于不可预知原因

情况1:5分钟之后，消费服务客户端不会把消息推送到挂掉的消息服务服务器。

情况2:5分钟以内的消息，

1、如果消息系统挂起，说明连接已经断开，设备端会重新建立连接，在建立连接时，设备端传入上次最后一条消息，系统推送上次最后一条消息之后的所有消息给设备端；

2、消息服务如果收到本地连接不存在的消息，重新推送消息到MQ中；

4、连接建立和连接断开的业务处理逻辑和消息系统耦合

原因：连接建立和连接断开只有消息系统清楚；

解决办法：消息系统建立连接和断开连接发送消息给MQ，业务系统监控MQ，进行业务处理。

5、消息系统挂机，redis中包含连接信息；

解决办法：监听zk中节点事件，当节点下线之后，同时删除redis中连接信息

5.4、发送消息

发送消息流程图：

平台：包括设备端，页面，各种第三方服务。

步骤：

1、平台根据业务需求请求业务系统（如：手机向电视发送消息，发起视频通话）

2、业务系统处理完业务逻辑，调用消息服务客户端；

3、消息服务客户端处理消息

3.1、获取消息应该发送到哪个topic下（如果获取不到相应到topic只写数据（可能设备端已经下线），不写MQ）；

3.2、保存消息到mysql数据库中（只有消息写入数据库成功才返回平台消息发送成功）；

3.3、向MQ中写入消息；

4、消费服务监听MQ消息，推送消息给设备端（如果消息不在当前线程中，则重新用消息服务客户端发送到MQ中，如果连续发送3次都没找到设备端，（设备端已下线）直接丢弃消息）,

回写消息状态到mysql数据库

6、监控系统

监控指标：1、各服务消息的系统性能；2、各服务消息的连接数；3、各服务消息的推送消息数据和推送的消息结果，4、推送消息日志（可以用log4j接入elk），5、路由系统的监控；