刷微博是许多人每天的“例行指部锻炼”,一扫一划,就能评论热点话题,订阅热门动态。当然,也有不少人对明星不感兴趣,转而去刷Reddit、贴吧、虎扑、知识星球或是其他BBS社区。对于90、80后来说,这个被“刷”的对象可能是曾经的即刻、糗百,天涯、猫扑。
可以说,“聚众看热闹”是人类永恒不变的爱好,但我们看热闹的方式却并不丰富:要么刷BBS社区,要么扎进社交软件的群聊。
不知你有没有想过,如果将二者合二为一,让微博、贴吧这样的社区,全部变成即时聊天,各个博主、吧友的动态,全部以群聊消息的形式推送给你,你又可以即时地回复、互动,甚至和这些博主、吧友连麦视频,情况会是怎样的?
这将是一个超级社区,或者更准确地说,这将是一个无人数上限的“超级群”。移步【融云全球互联网通信云】免费体验【融云超级群】
可这个“超级群”,实现起来将非常困难。在程序员看到产品设计的那一刻,就有精神崩溃的风险。
01真正的服务器压力
“崩溃”主要源自技术挑战,更确切地说,是服务器面临的巨大的读写压力和存储压力。
微博曾出现过几次著名的故障:赵丽颖领证、关晓彤官宣、王宝强离婚。在调侃微博崩溃的各种网络段子背后,我们能看到的是,一个架构师面对一条微博下几秒新增数万条评论,服务器压力瞬间暴涨几十倍的无奈身影。
与此类似的是直播弹幕的分发场景。无论是近期的视频号五月天跨年演唱会,还是B站春晚,弹幕过百万轻而易举(“二零一九最美的夜”bilibili晚会弹幕超过170万条)。
理论上讲,每一条弹幕都要向直播间内观众做全量分发。以五月天跨年演唱会为例,当晚有1,680万人在线上观看,如果保守假设当晚共发送100万条弹幕,那么单是弹幕的写操作,就至少要执行16,800,000 x 1,000,000次。
因为实际支撑有困难,又要顾及用户的屏幕根本无法同屏显示上万条评论,所以弹幕的转发一般都是降级处理——分发一小部分给你看,其他略过。
而如果将微博评论、直播弹幕,全部“群聊化”,问题会更加恐怖。“群聊化”后,产品形态成为“超级群”,问题进入IM场景,可以做相应的流控,但不能丢弃信息。且无论是微博评论还是直播弹幕,对信息上下文的关注度都不高,但这恰恰是IM关注的重点。
可以说,至少在3年以前,能够系统解决这些问题并将其打磨为一个成熟产品的人不多。直到2018年,国外出现了一个名叫Discord的软件,网友才体验到了这种全新的社区形式。兴趣社区、粉丝运营,你离Discord 只差一个「融云超级群」,移步【融云全球互联网通信云】免费体验。
Discord最初只服务于游戏语音连麦,但很快演化为一个超级社区。2021年,据CNN报道,Discord已有超过1.4亿名注册用户,微软正在谈判以100亿美元收购它。
而在npr的采访中,美国芝加哥地区的一名18岁少年表示,他2020年的大部分时间都在Discord上闲逛,并将其形容为“Reddit和群聊的混合体”。
元宇宙的支持者们也惊奇地发现,所谓的“Discord模式”,不就是未来元宇宙虚拟社区的基础模式么?在元宇宙里,总不能先加个500人的群再开始聊天吧。
抛开模式创新不谈,如果要深究Discord的技术核心,恰恰就是我们前面所描述的“超级群”。而在2022年1月11日,融云也发布了一款名为“超级群”的PaaS产品,以此为例,我们或许能搞清楚,这种带了点科幻色彩的未来社区,究竟是如何实现的。兴趣社区、粉丝运营,你离Discord 只差一个「融云超级群」,移步【融云全球互联网通信云】免费体验。
02超级群的设计架构和实施方案
超级群的底层技术支撑能力,可以简单分为两部分来谈,分别是超级群业务能力、IM底层技术能力。
超级群的业务能力,在架构设计层面共分为四层,分别是加速网络、接入层、核心服务层以及底层存储。之所以要做这样的划分,是为了充分利用融云自身的统一加速网络机制,保障网络连通性以及连接质量,让超级群可以根据自身业务需求,在连接通道的基础上,专心实现更高效的业务交互。
在融云,传统的群消息建立在收发模型(收件箱、发件箱)的基础上,独立维护会话列表和历史消息存储。从用户发送群消息,到群内(成员数量为N )接收群消息。整个过程将产生四类消息:
1.一条发送方发件箱记录;
2.N-1条接收方的收件箱记录;
3.1条群历史消息记录;
4.N条会话列表记录。
消息存储投递流程为:
终端A ->发送消息->接入服务->群管理(群消息上行) ->分发->群聊消息分发节点->消息节点->通知拉取(直接发送) ->终端B/C/D
在这样的流程下,消息分发节点与消息节点交互密切,通常合并部署。同时,消息节点也会直接触发收件箱、发件箱的消息存储。
但在超级群的场景下,群成员数量理论上无上限,无论是消息的上行、下行,还是消息在存储层的写入和查询,都将导致空前的服务承载压力,以上方案因此不再适用。于是,融云在现有连接机制之上,针对超级群做了交互设计优化,设计了两种分发模型:分别叫做消息驱动模型和会话驱动模型。
对于消息驱动模型而言,消息节点将不再直接触发收件箱存储操作。
融云特别设计了一个环状消息队列,通过内存搭配外部缓存的方式,完成最近N条消息的缓存,并通过对消息存储模型优化,完成热点数据的快速读写。对消息的下行,则做聚合处理,保障客户端能够处理大量消息变更通知,并且尽量减少交互次数,也让消息的拉取变得更快速、精准。移步【融云全球互联网通信云】免费体验。
会话驱动模型则是在消息驱动模型的基础之上,做进一步的优化。
首先,消息节点不会再通知客户端拉取消息,而是通过触发实时会话,通知客户端会话发生变更。而这里的实时会话,则是实现客户端订阅机制的基础,让客户端可以只获知已订阅的会话变更消息,从而进一步缩小需要处理的会话以及消息数量。
其次,客户端在收到会话变更通知后,会根据通知,判断是否要发起会话消息查询操作。如果是,则按照一定的机制查询最新或特别范围的消息。
除消息分发层面的优化外,对存储的优化也非常关键。融云超级群的所有服务,均按照业务维度进行一致性哈希分发。比如,上行服务可以按照群ID或channel ID做哈希,分发服务可以按照接收方ID做哈希。核心目标在于确保热数据的命中,优先使用内存、LRU缓存、再使用分布式缓存、磁盘冷存储。
APP、群组、信令级别的流控,则是另一重保障,它将一个看似无边界的产品需求,转化为了可琢磨、可实现的技术问题。因此,虽然流控不是超级群实现方案的重点,但依然不可或缺。
整体而言,融云的超级群构建方案有四个要点:
弱化原发件箱/收件箱模型,尤其是收件箱,以极大提升读写性能,避免因I/O而产生的性能瓶颈;
通过"变更通知"聚合等方式,尽量减少终端与服务端的交互次数,减少因网络交互而产生的延时;
设计专用数据结构(环形队列),并设置内存、外部缓存等多级缓存结构,提升超大规模下的消息分发存储速度,并提供快速查询能力;
通过会话驱动模型,进一步减少网络交互过程中,待传输的数据量。
那么,有了以上方案,是否就可以构建出一个“超级群”呢?显然还不够,在超级群的场景之下,IM底层技术能力的积累可能更为重要。移步【融云全球互联网通信云】免费体验。
03IM底层技术能力与网络层性能优化
如果要解读融云超级群所依赖的IM基础能力,恐怕一本迷你书也写不完,其粗略架构图如下:
但好在,关于超级群,我们只需重点关注其在网络层面的依赖即可。
对于所有的IM服务而言,底层网络的加速能力都是关键。融云的底层服务网络全称是融云全球通信网络(以下简称为SD-CAN,Software Defined - Communication Accelerate Network),集合了BGP anycast、SD-WAN、对等连接、动态CDN、智能DNS等多种网络加速方式。
对于超级群来说,SD-CAN允许客户端SDK通过查询和探测确定地域和运营商以及最后一公里的网络情况,将用户就近调度到融云的网络边缘节点,边缘节点依据信令的请求目标地址投递到路由节点,完成数据汇集,再由路由节点识别并转发到对应的数据中心。移步【融云全球互联网通信云】免费体验。
举个例子,如果北美用户要访问中国国内的数据中心,典型的两条路径是:
北美用户->直接连接->国内数据中心接入服务->业务服务;
北美用户-> anycast ->北美数据中心边缘节点->北美数据中心路由节点-> SD-WAN/对等连接->国内数据中心路由节点->国内数据中心接入服务->业务服务。
客户端会按照服务下发的策略,做并行探测并同时建立连接。对最优链路的选择,依赖于建连延迟、心跳间隔、链路发送接收状况等信息。服务器也会定期检查连接的健康度,主动关闭长尾连接,结合客户端的重连机制,一起保障对最优链路的调用。
04PaaS产品接近完备,或将填补元宇宙到来前的空白
除了技术实现,挑战也出现在产品设计层面。
由于超级群中的信息量太大,需要支持将群分割为不同的频道,类似传统的topic或channel。即使相同的群和群成员,通过不同的频道,仍然能将会话、消息、未读数分门别类聚合。用户可以更关注自己感兴趣的部分,提升用户黏性。
这也反映了用户在超级群场景下的真正需求:我或许会希望在一个有数十万网友的超级群中建立社交关系,但却不希望被数十万消息打扰生活。
此外,对于融云来说,超级群是个PaaS产品,这意味着要为客户端留下充裕的可定制空间,在不同的场景,对信息推送的方式、逻辑、频率都有不同的要求。同时,将信息和聊天结合的场景,一般都有多端的需求。不同的平台,比如Android、iOS、Web等,在海量消息的网络请求和存储方面都有不同的技术特点,甚至同平台不同厂商的推送通道特性也不同,这些都需要一一考虑。移步【融云全球互联网通信云】免费体验。
最近几年,社交领域的新兴公司新增不多,整体增长呈下降趋势。这一方面是因为流量向头部高度集中,挤压了新玩家的空间;另一方面也是因为缺少新模式,大家仍在围绕存量用户做竞争。
超级群这一新应用形态,可能会对社交软件整体的发展,产生巨大的牵引作用,从而带来新的机会。同时,PaaS产品的完备,也标志着实现产品创新的技术基础已经夯实,这或将在产品层面,填补从微信、语聊房迈入元宇宙的最后一段空白。移步【融云全球互联网通信云】免费体验。
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