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本文由 ELab 团队公众号受权公布，原题《Rust 语言在 IM 客户端的实际》，来自抖音电商前端团队的分享，本文有订正和改变。
1、引言
本文将介绍飞鸽 IM 前端团队如何联合 Rust 对飞鸽客户端接待能力进行的技术晋升，一步步从概念验证、门路合成到分工开发，再到最初上线收益论证，并分享了其中遇到的技术挑战与经验总结等。本我的项目是一个长周期的简单我的项目，置信本我的项目落地的教训对其他同学及团队能有所借鉴。
技术交换：
- 挪动端 IM 开发入门文章：《新手入门一篇就够：从零开发挪动端 IM》
- 开源 IM 框架源码：https://github.com/JackJiang2011/MobileIMSDK（备用地址点此）
（本文已同步公布于：http://www.52im.net/thread-4620-1-1.html）
2、技术背景
飞鸽是在抖音电商业务上面向商家和用户的聊天工具，其拉通售前、售中、售后渠道，为商家履约提供重要撑持。对于飞鸽桌面端 IM 而言，咱们会面临很多根底挑战，比方做好会话稳定性、操作流畅性、冷启动速度等，而在满足 98% 以上的用户需要且业务趋于稳定后，一些在冲刺后遗留的性能天花板问题裸露在咱们背后，其中 高并发接待 & 多开是两个重要的挑战，是旧账与难啃的硬骨头。
为何继续会有这些挑战存在？
1）历史技术选型，蕴含者老本、人力、效率等考量，飞鸽客户端应用的技术栈是 react + electron：* im sdk 与业务渲染代码都由 js 编写，im sdk 同时是 cpu 密集型 & io 密集型的组件，在高并发场景下，渲染频率也比拟高，业务与 sdk 互相抢占 cpu 资源与 io 资源，导致收发音讯慢、操作卡顿（高并发限度）。
* 因为 im sdk 运行在 webview 中，所以收发音讯依赖 webview 存活，故多开账号 = 多个 webview，内存老本线性增长。
2）im 页面在 web 层面屡次优化后已靠近架构下限，无奈基于现有架构做更多天花板的冲破。对于以上这些挑战，咱们给出的解法是：对现有架构进行调整，应用 Rust 语言对 im sdk 进行重写，彻底解除这一块的性能瓶颈！
3、为什么选 Rust 语言？
飞鸽 im sdk 是一个对运行稳定性要求高的组件，其工程量大、逻辑简单，对于异步个性应用十分频繁，其对于内存平安、线程平安有着比拟严格的要求。如果应用 C ++，作为老手并没有把握可能将简单的 IM SDK 少 bug 的编写下来（团队限度）。Rust 学习曲线尽管平缓，然而其为平安设计的各类语言个性、弱小的编译器，可能将新人编写代码的问题数降到最低（逻辑问题除外）。并且飞书团队提供了客户端的 rust 生态库，帮忙咱们解决很多的基建问题，所以这里应用 Rust 是相当适合的。
Rust 学习成长曲线：
4、飞鸽 IM 客户端历史架构的问题
如背景中所形容，历史架构存在这两个问题：
1）IM SDK 与 业务 JS 代码共用 Weview 资源，接待密集的时候，sdk 与业务，相互抢占 cpu 与 io 资源，导致容易卡顿、音讯提早；
2）多开的账号必须依赖 IM Webview 存活（否则无奈收到音讯），内存线性增长。
5、飞鸽 IM 客户端新架构与预期指标
具体是：
1）Rust 独立过程承当所有的 im sdk 的计算压力，能够大幅加重 js 线程压力，可晋升压力场景接待体验；
2）Rust im SDK 解除浏览器中的 IO 限度（如同域名并发数限度）；3）解除 Webview 存活依赖，依附 rust 过程也可收音讯，为更多账号的多开能力提供了铺垫。
6、先用 Rust 进行技术可行性验证
为了验证揣测切实可行，咱们提前做了齐备的 POC 验证。在 POC 中，咱们针对“单过程单线程模型”、“多过程模型”、“多线程模型”，这三种模型搭建了 mvp demo，即繁难的客服聊天模型，并进行压力测试，并监测其内存、cpu 等指标。通过 POC，咱们得出的论断是：
具体就是：
1）rust 整体优于 js，计算占比越重，劣势越显著（低压时 cpu 差异能达到 3 倍以上）；
2）架构选型上，rust 过程独立是最好的计划，稳定性更优、性能损耗相差较小。
7、新架构开始施行
路要一步步走，整个我的项目粗估下来会有上百的工作日，作为业务团队，咱们无奈在短期内投入大量的资源去做这个我的项目，所以须要一步一步拆解、验证、拿收益。团队内 native 开发资源无限，这件事件的进行也须要团队进行学习、成长。上面咱们将具体分享这个过程。
8、新架构施行阶段 1：Rust SDK 工程基建
造房子先得有一个地基 —— Rust 工程的根底建设，是 Native 业务的前置条件！桌面端同学牵头搭建了整个 RustSDK 地基，地基解决的问题如下图所示：
须要做的工作：
1）业务容器：有法则的组织代码构造，进行业务隔离、资源隔离；
2）跨过程调用封装：升高业务调用难度；
3）建设日志零碎、日志回捞：升高排查问题的难度；
4）构建跨平台异步执行环境：简化异步代码编写，底层封装，便于跨平台代码迁徙；
5）跨平台编译，跨平台集成；
6）… …
9、新架构施行阶段 2：IM 根底能力夯实
在领有一部分地基后，咱们开始针对 IM SDK 的根底能力进行实现和验证。因为只有实现根底能力验证之后，咱们才会有信念在新的架构上叠加更多的性能。
这阶段咱们关注以下指标（心愿其存在优化，至多不劣化）：
1）长链在线率；
2）音讯发送成功率；
3）卡顿率；
4）Rust 过程解体率、无响应率。仅实现长链能力下沉，验证 & 晋升其稳固：
本阶段论证后果如下：
1）Rust Crash 率，达成预期；
2）Rust 无响应率 – 未达预期，可优化；
3）长链在线率 – 达成预期，然而存在优化空间；
4）卡顿率 – 不劣化 达成预期；
5）音讯发送成功率 – 不劣化，达成预期。
这阶段的工作是考验急躁的，因为这个阶段并不能带来实质性的用户体验晋升、也无奈拿到显著的晋升数据，只是作为两头阶段，它有存在的必要性。
这阶段后，在稳定性治理、根底能力验证、Rust 语言教训、指标制订合理性这几方面，咱们踩上了一个更牢固的台阶，更有信念去进行更简单的下一阶段。
10、新架构施行阶段 3：应用 Rust 实现 IM SDK 全副能力
夯实根底后，咱们开始发力冲刺，大刀阔斧的对 IM SDK 进行从新设计、实现、联调以及上线。此阶段要实现 im sdk 的全副能力、并对线上运行的 js im sdk 进行替换。因为飞鸽 im 对于通信模块的稳固水平要求是很高的，替换过程就像是在高速行驶的车辆上替换轮胎，如果呈现问题也容易导致大量的客服负面反馈。因而，新 rust sdk 的稳定性、异样问题时的兜底计划、灰度时的监控察看、对新增反馈的注意都很重要，放量过程会存在肯定精神压力。
工作内容大抵如下。
1）多实例的 Rust IM SDK 设计（商家单聊、群聊、平台客服）、Js -> Rust IMSDK 跨端调用协定设计：
a）剖析、拆解所有 Js Im SDK 至今具备的能力，并以贴合 Rust 的形式从新设计；
b）须要在协定设计中，尽可能的合并 & 简化 Js -> Rust 的调用，以缩小 IPC 通信老本。
2）开发：
a）Rust IM SDK 外围实现；
b）Rust\Js 适配同学严密单干，依据协定进行业务实现、业务适配；c）亲密沟通，发现问题及时纠偏；d）编写单测；
3）测试：
a）各类 IM 场景回归测试；
b）性能进行验证。
4）异样兜底计划实现：设计数据冗余，当 Rust 过程呈现解体、无响应、不可复原的网络谬误时，辨认并 fallback 到 web 版本，应用冗余数据疾速复原 im sdk 失常运行状态，确保用户体验。
5）稳当的上线计划 & 稳定性治理。
6）调用 & 适配优化，联合 Native 能力进一步性能优化。
7）后果回收。
8）其中各个步骤都会存在一些挑战，在后前面的内容会提到。调用简化模型：
IM Core 简化模型：
11、新架构施行阶段 4：基于稳固的 RustIM SDK 实现状态降级
最初的阶段，咱们基于欠缺的 Rust IM SDK 的能力进行状态的降级。本阶段正在进行中，实现后会做更多的分享。
1）多窗口革新：销毁后盾的多开账号，让多开账号数量冲破到 25 个。
2）音讯揭示、告诉流程革新。
3）音讯本地化能力：放慢音讯上屏。
12、技术挑战与实际总结
12.1 编程语言 & IM 畛域常识冲破
一个有战斗力的团队，肯定是继续学习、提高的。比方：
1）获取学习的纯正高兴：当沉迷在学习中，并感触到本人在提高的时候，会是一个高兴的状态；
2）逐渐克服小挑战，及时取得正反馈；
3）在共事中找到搭档和老师，询问与探讨：建设团队中的学习气氛。
12.2 长周期技术我的项目，如何持续保持信念？
比方：
1）Leader 与共事认可与反对 — 团队根底、价值观激励；
2）关注长期收益，训练本人提早满足感；
3）做好阶段性合成与验证，缩短单个周期（如本文的一二阶段拆解，可逐渐累积信念）；
4）加强本身实力，做好问题把控，及时发现 & 解决问题。
12.3 高效单干
团队 Native 开发同学少，且各自并行业务需要，需正当的安顿开发路线，缩小总开发时长。
1）正当的设计开发并行路线，缩小串行依赖
2）协定与接口后行；
3）各同学负责其相近 & 善于的局部；
4）联调时缩短彼此间隔，高效沟通。
12.4 保障用户体验的灰度上线
1）编写模块的衰弱自检，检测到异样时用最小的代价切换备用老计划。2）欠缺业务监控 & 技术指标监控：crash 率、无响应率、长链在线率、发消息成功率、申请成功率、卡顿率等。
3）对实在用户应用体验进行跟踪：
a）书反馈群组保护，及时取得用户反馈；
b）与商家客服放弃线下分割，获取一手体验状况。
4）放量节奏的把控：
a）大型改变能够先给白名单用户试用，收集反馈；
b）放出可能辨认问题的量，解决问题后再持续放量；
c）放量期间被动查问用户实时反馈数据，有问题及时解决。
12.5 如何缩小 IPC 通信老本带来的开销
频率过高的 IPC 通信可能使得 CPU 优化事与愿违，因为老版本都运行在 Js 中，所以调用频率是没有节制的（循环读取数据也经常出现），必须要在设计上升高下来——升高业务 JS 线程的压力。以下措施能够将本场景通信老本升高 90% 以上。
1）更高效的数据协定 protobuf：相较于 json，数据更小、解析和序列化性能更高、跨语言生成代码工具。
2）Rust push to js：应用数据收集去重 + debounce 批量更新的策略，合并多个数据回调接口，缩小通信频率。
3）Js call rust（单次根底耗时 4ms）：
a）适当缓存数据，不必每次都回源查问；
b）须要频繁调用的逻辑下沉 Rust，Rust 逻辑自欠缺。
12.6 后果回收：极其场景下的优化大盘数据体现不显著
针对某种场景做的优化工作不容易在大盘数据中失去体现（尤其在灰度阶段），咱们应该针对非凡场景建设新指标。即编写策略，辨认并收集极其场景下的数据：为了掂量极其场景的的卡顿优化，建设了繁忙与卡顿指标，能够掂量出用户接待繁忙水平与卡顿率的关系，并且通过此指标将优化清晰的掂量进去。
12.7Rust SDK 的问题治理
具体是：
1）后期的问题不稳固，需更多信息辅助排查，日志尽量残缺；
2）与实在用户群体保持联系，可放慢问题验证、问题发现的过程；
3）须要建设便捷的日志回捞 & 日志剖析工具（帮忙疾速找到日志还原现场）。
13、新架构带来的收益
压力评测：
数据体现：
解读一下：
1）客服发送音讯，大盘端到端耗时升高 40%；
2）音讯发送成功率三个 9 -> 四个 9；
3）im 页面大盘卡顿率升高 15%；
4）密集接待场景，卡顿率升高 50%。全量至今，再无大量进线导致卡顿的反馈。回访历史反馈用户，皆无因大量接待导致的卡顿景象
14、相干文章
[1] 阿里技术分享：闲鱼 IM 基于 Flutter 的挪动端跨端革新实际
[2] IM 开发干货分享：有赞挪动端 IM 的组件化 SDK 架构设计实际
[3] IM 开发干货分享：我是如何解决大量离线音讯导致客户端卡顿的[4] 如约而至：微信自用的挪动端 IM 网络层跨平台组件库 Mars 已正式开源
[5] 从客户端的角度来谈谈挪动端 IM 的音讯可靠性和送达机制
[6] IM 开发干货分享：IM 客户端不同版本兼容运行的技术思路和实际总结
[7] IM 全文检索技术专题(四)：微信 iOS 端的最新全文检索技术优化实际
[8] 从游击队到正规军(二)：马蜂窝旅游网的 IM 客户端架构演进和实际总结
[9] IM 跨平台技术学习(九)：全面解密新 QQ 桌面版的 Electron 内存优化实际
[10] IM 跨平台技术学习(五)：融云基于 Electron 的 IM 跨平台 SDK 革新实际总结
[11] 抖音技术分享：抖音 Android 端手机功耗问题的全面剖析和具体优化实际
[12] 社交软件红包技术解密(十二)：解密抖音春节红包背地的技术设计与实际
（本文已同步公布于：http://www.52im.net/thread-4620-1-1.html）
