XMPP 协议适合用来做移动 IM 么

XMPP 协议是什么

XMPP（Extensible Messaging and Presence Protocol，前称Jabber）是一种以 XML 为基础的开放式实时通信协议，关于它的协议细节，网上已经有太多分析文章，我这里就不再赘述（而且，我也不可能比别人解释的更清楚）。简单来看这个协议，我们只需要知道：

1，XMPP 的三种基本角色：客户端、服务器和网关，通信能够在这三者的任意两个之间双向发生。服务器端同时承担了客户端信息记录、连接管理和信息路由的功能。网关则承担着与异构系统的互联互通功能。在 RFC 3920 XMPP Core 中对 XMPP 网络结构有一个描述：

   C1----S1---S2—C3
         |
   C2----+--G1===FN1===FC1

这里 C1，C2，C3 表示 XMPP 客户端；S1，S2 表示 XMPP 服务器；G1 表示网关，用来负责 XMPP 协议和外部聊天协议的转换；FN1 表示外部消息网络的服务器，FC1 表示外部网络客户端。

大家可能会奇怪，这里为什么需要一个网关呢。这要从 XMPP 的来源说起。1996 年 Mirabilis 公司推出了世界上第一个即时通信系统 ICQ，不到 10 年，IM 就成了最流行的应用之一，MSN、Gtalk、雅虎即时通、AIM、Adium、Pidgin 等各种软件如雨后春笋般涌现，但是这些服务之间没有统一的标准，不能互联互通，XMPP 的设计目的就是为了实现整个及时通信服务协议的互通，让 IM 成为继 WEB 和 Email 之后的互联网第三大服务。

2，XMPP 的消息格式。

XMPP 协议的所有消息都是 XML 格式的，这是 XMPP 协议的另一个充满历史意味的选择，想当年 SOA / SOAP 一时间爆发起来，很多消息交换协议都采用了 XML 格式，但是不想 XML 很快就成了「大数据」的代名词。在 RFC 3920 XMPP Core 中定义了两个基础概念，XML Stream 和 XML Stanza，XML Stream 是两个节点之间进行数据交换的容器，它定义了顶层的XML节点 ；XML Stanza 则定义了实体消息的具体语义单元，在 XMPP 中定义了 3 个顶层消息：

2.1 Presence
用于确定用户的状态。消息结构举例如下（每个 XML 的 node 还会有很多其他 attribute，为了简单起见这里省略，下同）：

    online

2.2 Message
用于在两个用户之间发送消息。消息结构举例如下：

    hello

2.3 IQ
信息/请求，是一个请求－响应机制，管理XMPP服务器上两个用户的转换，允许他们通过相应的XML格式进行查询和响应。

3，XMPP 的交互流程。
XMPP 通过 TCP 传输了什么内容？在 QQ 里面，消息是使用二进制形式发送的，在 MSN 里面是采用纯文本指令加参数加换行符的形式发送的，而 XMPP 传输的即时通讯指令与他们相仿，只是协议的形式变成了 XML 格式的纯文本，这让解析更容易，方便了开发和查错，但是也带来了数据负载过重的缺点，而被人广为诟病。

XMPP 聊天的过程如下：

• 所有从一个 client 到另一个 client 的消息和数据都要经过 XMPP Server；
• client1 连接到Server；
• server 利用本地目录系统的证书对其认证；
• client1 指定 client2 目标地址，让 server 告知 client2 目标状态；
• server 查找，连接并进行互相认证；
• client1 和 client2 进行交互。

XMPP 系统实测

XMPP 协议的最主要的一点就是开放，不管是协议、客户端，还是 Server 端，都有成熟的实现方案。为了实际感受 XMPP 协议的聊天过程，我使用 asmack library ＋ OpenFire 服务器搭建了一套完整的测试环境。

OpenFire 采用 Java 开发，是一个基于 XMPP 协议 的开源的实时协作服务器，它的安装和使用都非常简单，自带有一个内置的存储数据库（当然，你也可以使用独立数据库如Mysql等），并利用 Web 进行管理。其他类似的开源系统还有很多，eJabber、Tigase 也经常被用到。但是根据我们之前的经验，这些开源系统能支持的并发连接数都不高，要是有超过10万的用户同时连上来，对它们来说就快达到单机的瓶颈了，这时候一般都需要水平拆分，但是拆分之后服务器之间的 session 同步负担会大幅加重，对于性能又带来不小的抵消。所以这些系统大都被拿来做研究和测试用，很少见到大规模在生产环境中使用的。

好吧，我们还是来实际聊聊看。为了体现真实性，选取了程序员圈子里面较大概率可能发生的几段典型对话：

• Case1－搭讪
  

• Case2－请教
  

• Case3－约会
  

• Case4－借钱
  

实际结果如下，我在 Nexus5 上面运行一个 IM app，连接上我自己搭建的 openfire 服务器，然后模拟了上面几段对话，在几个参与者的前提下，消息实时性还挺好，但在系统设置－》网络流量中看到，整个聊天过程中该 app 消耗掉的网络流量高达 36KB，聊天记录的文本文件大小为 8KB，也就是说网络流量的 70% 都消耗在 XMPP 协议层了，这个数字正好吻合了维基百科上吐槽的数据冗余率。

最后测试下来看，我个人感觉是，对于移动互联网来说，省电、省流量是所有底层服务的一个关键技术指标，XMPP协议看起来已经落后移动互联网了。