cache 多 key、投递给发送方的其他端、云端存储与 last_msg_id
《即时通讯架构核心技术》第 5 篇：多点登录与消息漫游怎么实现。
有朋友问我说：
1. 微信如何实现手机端、PC端同时登录，同时收消息？
2. 微信能不能实现，换一个手机，仍能拉取到历史消息？
这是多点登录和消息漫游的问题，结合自己的经验，聊聊相关功能的架构实现。
什么是多点登录？
以微信为例，可以PC端，手机端同时登录，同时收发消息。
需要注意的是，一个端只能登录一个实例，例如同一个QQ号，在pc1上登录，再到pc2上登录，后者会把前者踢出，pc1会收到通知”你已在别处登录xxoo”。
什么是消息漫游？
在任何一个终端的任何一个实例登录，都能够拉取到所有历史聊天消息，这个就是消息漫游。
微信目前只支持”多点登录”同时收发在线消息，以及最近几条消息的”消息漫游”，没有实现全部消息的”漫游”。
典型即时通讯架构如何？
典型即时通讯架构可以抽象成这么几层：
1. 客户端：例如pc微信，手机qq
2. 服务端：
入口层gate：保持与客户端的连接；
逻辑层logic、路由层router：实现业务逻辑，进行消息的路由；
cache：用来存储用户的在线状态，与接入节点（用户具体连接在哪个gate节点）；
db：固化存储消息，群信息，好友关系链等信息；
都需要考虑高可用，扩展性。
一个典型的消息投递流程如上图步骤1-5：
(1) 用户A登录在gate1上，发出消息；
(2) gate1将消息给logic/router；
(3) logic/router查询接收方的在线状态（B在线，C不在线）；
(4.1) 假设接收方C不在线，存储离线；
(4.2) 假设接收方B在线，且登录在gate2上，消息投递给gate2；
(5) gate2将消息投递给B；
单对单消息有一系列应用层超时、重传、确认、去重的机制，以保证消息的可靠投递，这不是本文的重点，不进行展开。
实现”接收方”多点登录，架构要做什么调整？
接收方多点登录，pc也登录，phone也登录，后一端登录不会将前一端踢出，cache中存储状态与登录点时，不再以user_id为key，改为以user_id+终端类型为key即可。
单点登录
B：online(状态)，gate2(登录点)
多点登录
B+pc：online(状态)，gate2(登录点)
B+phone：online(状态)，gate3(登录点)
当用户A给用户B发送消息时，取出所有B的登录点，进行消息群发即可（如上图中步骤4与步骤5）。
接收方多点登录，比较容易。
实现”发送方”多点登录，架构要做什么调整？
有朋友可能要问，发送方和多点登录有什么关系？
假设：
用户A登录了两个点，A1和A2；
用户B登录了两个点，B1和B2；
这样：
A(A1发出的)发送消息给B(B1和B2)；
B(B1发出的)发送消息给A(A1和A2)；
不就可以了么？
其实不然：
A(A1发出的)发送消息给B(B1和B2)；
B(B1发出的)发送消息给A(A1和A2)；
但是：
A2端虽然收到了所有B回复的消息，但消息其实是在A1端发出的，故A2端只知道聊天消息的一半(所有B的回复)，缺失了聊天的上下文(所有A1端的发出)。
这个逻辑有点绕，多看几遍。
故，如果发送方也进行了多点登录，发送出去的任何消息，除了要投递给多点登录的接收方，还需要投递给多点登录的发送方。
发送方发出的消息，也需要发给”发送方”。
如上图，发送方A和接收方B都进行了多点登录，cache中存储的信息为：
A+pc：online(状态)，gate0(登录点)
A+phone：online(状态)，gate1(登录点)
B+pc：online(状态)，gate2(登录点)
B+phone：online(状态)，gate3(登录点)
当用户A（phone端）给用户B发送消息时，除了要投递给B的所有多点登录端，还需要投递给A多点登录的其他端（pc端），如上图中步骤4与步骤5。
只有这样，才能在所有用户的所有端，恢复与还原双方聊天的上下文。
搞清楚了原理，修改并不难。
实现”消息漫游”，架构要做什么调整？
如果不需要支持”消息漫游”，对于在线消息，如果用户接收到，是不需要存储到数据库的。但如果要支持”换一台机器也能看到历史的聊天消息”，就需要对所有消息进行存储。
消息投递如上图，用户A发送消息给用户B，虽然B在线，仍然要增加一个步骤2.5，在投递之前进行存储，以备B的其他端登录时，可以拉取到历史消息。
消息拉取如上图，原本不在线的B(phone端)重新登录了，怎么拉取历史消息呢？
只需要在客户端本地存储一个上一次拉取到的msg_id(time)，到服务端重新拉取即可。
这里还有个问题，由于服务端存储所有消息成本是非常高的，所以一般”消息漫游”是有时间（或者消息数）限制，不能拉取所有几年前的历史消息，通常只拉取最近的云端消息。
你猜，微信有没有存储，几年前的消息呢？你猜，交一个超级会员费，是不是可以查询呢？
稍作总结
“多点登录”是指多个端同时登录一个账号，同时收发消息，关键点是：
1. 需要在服务端存储同一个用户多个端的状态与登录点；
2. 发出消息时，要对发送方的多端与接收端的多端，都进行消息投递；
“消息漫游”是指一个用户在任何端，都可以拉取到历史消息，关键点是：
1. 所有消息存储在云端；
2. 每个端本地存储last_msg_id，在登录时可以到云端同步历史消息；
3. 云端存储所有消息成本较高，一般会对历史消息时间(或者条数)进行限制；
检验一下
功能层面聊完了，往底层走一步：IM 的应用层、安全层、传输层，协议分别怎么选？——第 6 篇，应用层/安全层/传输层，协议怎么选。
知其然，知其所以然。思路比结论更重要。