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https://github.com/2881099/FreeIM

.NETCore websocket 实现简易、高性能、集群即时通讯组件,支持点对点通讯、群聊通讯、上线下线事件消息等众多实用性功能.
https://github.com/2881099/FreeIM

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.NETCore websocket 实现简易、高性能、集群即时通讯组件,支持点对点通讯、群聊通讯、上线下线事件消息等众多实用性功能.

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README

        

# FreeIM v2.0.0

- 调整:已将 ClientId Guid 改为 long;
- 修复:JoinChan/LeaveChan 数量统计问题;
- 增加:SendBroadcastMessage 广播消息;
- 优化:SendChanMessage 性能;

FreeIM 使用 websocket 协议实现简易、高性能(单机支持5万+连接)、集群即时通讯组件,支持点对点通讯、群聊通讯、上线下线事件消息等众多实用性功能。 `ImCore` 已正式改名为 `FreeIM`。

使用场景:好友聊天、群聊天、直播间、实时评论区、游戏。

*接受定制项目开发,详细请联系作者*

如果对本项目感兴趣,欢迎加入 FreeSql QQ讨论群:8578575

> dotnet add package FreeIM

## ImServer 服务端

```csharp
public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
app.UseFreeImServer(new ImServerOptions
{
Redis = new FreeRedis.RedisClient("127.0.0.1:6379,poolsize=5"),
Servers = new[] { "127.0.0.1:6001" }, //集群配置
Server = "127.0.0.1:6001"
});
}
//dotnet run --urls=http://127.0.0.1:6001
```
> 一套永远不需要迭代更新的 `ImServer` 服务端,支持 .NET8.0 AOT 发布(C++运行时)。

## WebApi 业务端

```csharp
public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
//...

ImHelper.Initialization(new ImClientOptions
{
Redis = new FreeRedis.RedisClient("127.0.0.1:6379,poolsize=5"),
Servers = new[] { "127.0.0.1:6001" }
});

ImHelper.EventBus(
t => Console.WriteLine(t.clientId + "上线了"),
t => Console.WriteLine(t.clientId + "下线了"));
}
```

| ImHelper方法 | 参数 | 描述 |
| - | - | - |
| PrevConnectServer | (clientId, string) | 在终端准备连接 websocket 前调用 |
| SendMessage | (发送者, 接收者, 消息内容, 是否回执) | 发送消息 |
| GetClientListByOnline | - | 返回所有在线clientId |
| HasOnline | clientId | 判断客户端是否在线 |
| ForceOffline | clientId | 强制下线 |
| EventBus | (上线委托, 离线委托) | socket上线与下线事件 |

| 频道 | 参数 | 描述 |
| - | - | - |
| JoinChan | (clientId, 频道名) | 加入 |
| LeaveChan | (clientId, 频道名) | 离开 |
| GetChanClientList | (频道名) | 获取频道所有clientId |
| GetChanList | - | 获取所有频道和在线人数 |
| GetChanListByClientId | (clientId) | 获取用户参与的所有频道 |
| GetChanOnline | (频道名) | 获取频道的在线人数 |
| SendChanMessage | (clientId, 频道名, 消息内容) | 发送消息,所有在线的用户将收到消息 |
| SendBroadcastMessage | (clientId, 频道名, 消息内容) | 发送广播消息 |

- clientId 应该与用户id相同,或者关联;
- 频道适用临时的群聊需求,如聊天室、讨论区;

> ImHelper 支持 .NetFramework 4.5+、.NetStandard 2.0

## Html5 终端

终端连接 websocket 前,应该先请求 `WebApi` 获得授权过的地址(ImHelper.PrevConnectServer),伪代码:

```javascript
ajax('/prev-connect-imserver', function(data) {
var url = data; //此时的值:ws://127.0.0.1:6001/ws?token=xxxxx
var sock = new WebSocket(url);
sock.onmessage = function (e) {
//...
};
})
```

## 项目演示

运行环境:.NET6.0 + redis-server 2.8+

> cd ImServer && dotnet run --urls=http://*:6001

> cd WebApi && dotnet run

打开多个浏览器,分别访问 http://127.0.0.1:5000 发送群消息

![image](https://user-images.githubusercontent.com/16286519/187127834-d3bb2339-8a9b-4d8c-a0ed-3f1d35b4c7c3.png)

## 分析痛点

协议痛点:如果浏览器使用 websocket 协议,iOS 使用其他协议,协议不一致将很难维护。

职责痛点:IM 的系统一般涉及【我的好友】、【我的群】、【历史消息】等等。。

`ImServer` 与 `WebApi`(业务方) 该保持何种关系呢?

用户A向好友B发送消息,分析一下:

* 需要判断B是否为A好友;
* 需要判断A是否有权限;

获取历史聊天记录,多个 `终端` websocket.send('gethistory'),再在 onmessage 定位回调处理,多麻烦啊?

诸如此类业务判断会很复杂,使用 `ImServer` 做业务逻辑,最终 `ImServer` 和 `终端` 都将变成巨无霸难以维护。

## 设计思路

`终端`(如浏览器/小程序/iOS/android) 统一使用 websocket 连接 `ImServer`;

`ImServer`(支持集群)根据 clientId 分区管理 websocket 连接;

`WebApi` 使用 ImHelper 调用方法(如:SendMessage、群聊相关方法),将数据推至 Redis chan;

`ImServer` 订阅 Redis chan,收到消息后向 `终端` 推送消息;

- 缓解了并发推送消息过多的问题;
- 解决了连接数过多的问题;
- 解耦了业务和通讯,架构更加清淅;
* `ImServer` 充当消息转发,连接维护,代码万年不变、且不需要重启维护
* `WebApi` 负责所有业务

举例1、用户A向B发送消息:`终端`A ajax -> `WebApi` -> `ImServer` -> `终端`B websocket.onmessage;

举例2、获取历史聊天记录:`终端` 请求 `WebApi`(业务方) 接口,返回json(历史消息)。

举例3、A向B发文件的例子:

- A向 `WebApi` 传文件
- `WebApi` 通知 `ImServer`,ImHelper.SendMessage(B, "A正在给传送文件...")
- B收到消息,A正在给传送文件...
- `WebApi` 文件接收完成时通知 `ImServer`,ImHelper.SendMessage(B, "A文件传输完毕(含文件链接)")
- B收到消息,A文件传输完毕(含文件链接)

FreeIM 强依赖 redis-server 组件功能:

- 集成了 redis 轻量级的订阅发布功能,实现消息缓冲发送,后期可更换为其他技术
- 使用了 redis 存储一些关系数据,如在线 clientId、频道信息、授权信息等

## 集群分区

单个 `ImServer` 实例支持多少个客户端连接,3万?如果在线用户有10万人,怎么办???

部署 4 个 `ImServer`:

- `ImServer`1 订阅 redisChan1
- `ImServer`2 订阅 redisChan2
- `ImServer`3 订阅 redisChan3
- `ImServer`4 订阅 redisChan4

`WebApi`(业务方) 根据接收方的 clientId 后四位 16 进制与节点总数取模,定位到对应的 redisChan,进行 redis->publish 操作将消息定位到相应的 `ImServer`。

每个 `ImServer` 管理着对应的终端连接,当接收到 redis 订阅消息后,向对应的终端连接推送数据。

## 事件消息

IM 系统比较常用的有上线、下线,在 `ImServer` 层才能准确捕捉事件,但业务代码不合适在这上面编写了。

此时采用 redis 发布订阅,将上线、下线等事件向指定频道发布,`WebApi`(业务方) 通过 ImHelper.EventBus 方法进行订阅捕捉。

![image](https://user-images.githubusercontent.com/16286519/62150466-a46e3980-b330-11e9-86f3-d050160f0913.png)

## 有感而发

为什么说 SignalR 不合适做 IM?

1、IM 的特点必定是长连接,轮训的功能用不上;

2、因为 SignalR 是双工通讯的设计,`终端` 使用 hub.invoke 发送命令给 SignalR 服务端处理业务,适合用来代替 ajax 减少 http 请求数量;

3、过多使用 hub,SignalR 服务端会被业务入侵,业务变化频繁后不得不重新发布版本,每次部署所有终端都会断开连接,遇到5分钟发一次业务补丁的时候,类似离线和上线提示好友的功能就无法实现;

FreeIM 业务和推送分离设计,`终端` 连接永不更新重启 `ImServer` ,业务代码全部在 `WebApi` 编写,因此重启 `WebApi` 不会造成连接断开。

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