1、引言

IM 系统中，特别是在企业应用场景下，消息的已读未读状态是一个强需求。

以阿里的钉钉为例，钉钉的产品定位是用于商务交流，其“强制已读回执”功能，让职场人无法再“假装不在线”、“假装没收到”。更有甚者，钉钉的群聊“强制已读回执”功能，甚至能够知道谁读了消息，谁没有读消息（老板的福音啊）。

▲ 钉钉里的群聊消息已读未读功能效果

功能看起来很酷，但用起来是一言难尽（上班族心里苦 ….）。实际上，技术实现也并不容易。

那么，对于已读未读状态：

• 1）如果是私聊：消息的阅读状态比较容易实现，在性能和存储上也不存在问题；
• 2）如果是群聊：考虑到存储和处理性能，特别当处于一个云环境时，如何高效地处理群聊的已读未读状态是一个非常值得探讨的话题。

这里提到的“高效”含 3 个方面：

• 1）存储空间；
• 2）处理速度；
• 3）传输字节数。

本文将从服务端的角度来探讨已读未读状态，在具体的技术实现上对于存储空间占用方面的思路差异。能力有限，权当个人笔记，欢迎交流。

学习交流：

– 即时通讯 / 推送技术开发交流 5 群：215477170[推荐]
– 移动端 IM 开发入门文章：《新手入门一篇就够：从零开发移动端 IM》

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2、内容点评

在收录本文前，Jack Jiang 建议原作者对某些具体的技术点进行更深入的分享，但因作者工作较忙，本文中的某些关键技术点未来的及作进一步展开。

所以，本文可以作为 IM 聊天消息（主要是群聊）中已读未读功能的基本实现思路方面的参考，但不建议盲目迷信文中的结论或方案，避免被一些不够具体的技术指标而误导。

3、相关文章

如果你还想了解更多有关 IM 群聊中已读未读功能的实现逻辑，可以进一步阅读干货文章《IM 群聊消息的已读回执功能该怎么实现？》（强烈推荐）。

如果你对 IM 中的已读未读功能有产品方面的痛点困惑，可以参考一下微信对已读未读功能的设计定位，详见《IM 热门功能思考：为什么微信里没有消息“已读”功能？》。

更多 IM 群聊技术方面的文章详见文本附录部分。

4、已读未读状态交互流程

发送者发送的 IM 聊天消息，在接收者阅读消息后，是否要求阅读者通知已读，可能是由系统配置、组织配置、群组配置等决定，也可能由发送者根据业务需求决定。以下的讨论，均假设消息需要已读未读状态。

客户端与服务端之间，关于阅读状态的命令只需 3 个，每个命令含请求和应答。

4.1 通知消息已读（私聊、群聊通用）

当小宝阅读了一条或若干条消息，需向服务端发送消息已读通知：“众爱卿发的 x +y+ z 消息，朕已阅”。

服务端收到小宝的已读通知时，需完成以下事项：

• 1）存储消息的已读状态；
• 2）返回应答给小宝；
• 3）向已读列表的消息的原始发送者通知消息已读。

对于第“3）”步：

• 1）私聊的场合，比较好理解，就是发送给私聊的对方；
• 2）群聊的场合，可很不一样：因为小宝发送的已读消息列表，可能是由众爱卿发送的。考虑这种假设：张三、李四、王五发出的群聊消息，被小宝一下都阅读了，那么小宝发出的已读通知包含的消息列表，需要被 IMS 分解成 3 个已读通知（3 个不同的消息列表），分别通知给张三、李四、王五，通知内容是“_爱卿（不含 '” 众 ”）发的这些消息，朕已阅_”。

下面是大致的逻辑流程图：

4.2 查询消息的未读人数（私聊、群聊通用）

消息的发送者，加载消息列表到聊天窗口时，可能需要展示消息是否被已读。

对群聊而言，显示的信息可能是 n 人未读的提示，那么需要向服务端查询消息的未读人数，由于客户端可能在 UI 显示自己发出的多条消息，需支持一次请求查询多条消息。

以未读人数的方式来表示消息的阅读状态，统一了私聊、群聊的查询，使得客户端 - 服务端间的接口更简单，同时使客户端的实现逻辑更统一。

就像下面这样：

• 1）对于私聊：如果未读人数 n >0，表示消息未读；
• 2）对于群聊：直接显示 n 人未读即可，当然，当 n 等于 0 时表示全部已读。

4.3 查询群消息的已读、未读人员清单（群聊）

当客户端希望显示某一条群聊消息的已读、未读人员列表，需向服务端发起查询。

大致的逻辑流程图如下：

5、几种具体的已读未读状态存储思路探讨

5.1 基本约定

群聊的阅读状态比私聊复杂，因此这里着重讨论群聊的阅读状态。

假设群成员数是 n，各个客户端立即 IM 服务端发送已读通知。服务端需存储每个人的阅读状态，包括那些未读的成员。由于群的成员清单可能变化，比如今天增加了一个成员，则昨天发的消息、与今天发的消息，其接收者列表不一样。

即：

• 1）同一个群的不同消息，对应的接收者列表可能不一样。
• 2）换言之，每一条消息都需要记录完整的接收者列表和已读人员列表。

为了方便讨论，本章假设群成员有 640 人为前提。

5.2 存储思路 1

每一条消息都维护：

• 1）接收人员列表 receiver_list；
• 2）已读人员列表 read_list。

具体是：

• 1）IM Server 收到一条消息时，用全体群成员构建 receiver_list；
• 2）IM Server 收到群成员对这条消息的已读通知时，将此成员加入到 read_list。

客户端获取此消息的数据：

• 1）当需要获取未读人数时，用 receiver_list 的个数减去 read_list 的个数；
• 2）当需要获取已读、未读人员列表时，需用 receiver_list 减去 read_list 得到未读人员列表。

那么，思路 1 每条消息的存储空间是：

640 个 ID + 不定数量的已读人员 ID

5.3 存储思路 2

每一条消息维护：

• 1）未读人员列表 unread_list；
• 2）已读人员列表 read_list。

具体是：

• 1）IM Server 收到一条消息时，用全体群成员构建 unread_list；
• 2）IM Server 收到群成员对这条消息的已读通知时，将此成员从 unread_list 移出，同时加入到 read_list。

客户端获取此消息的数据：

• 1）当需要获取未读人数时，直接计算 unread_list 的个数；
• 2）当需要获取已读、未读人员列表时，直接返回 unread_list 和 read_list。

那么，思路 2 每条消息的存储空间是：

未读人员 ID + 已读人员 ID，合计 640 个 ID

思路 2 的实现，占用的空间是案 1 的 0.5 倍~1.0 倍。即案 2 占用的空间少，但在每次收到客户端的已读通知时，比案 1 多了一个操作：从 unread_list 进行减员。

5.4 存储思路 3（我的实现）

5.4.1）探讨 5.2 节、5.3 节的不足：

5.2 节、5.3 节这两种思路，都能满足功能需求，但存在巨大的存储浪费。

该群有 640 人，如果群内聊天每天有 1024 条消息，人员 ID 以 4 字节存储计算，那么为该群每天的消息阅读状态需要消耗的空间是：

5.2 节思路 1：1024 * (640 * 4 + 已读人数 * 4)，范围是 2.5MB ~ 5MB；
5.3 节思路 2：1024 * 640 * 4，等于 2.5MB。

这仅仅是一个群在一天之内产生的阅读状态数据，如果是在云平台运行，单此功能消耗的空间，呵呵~~

题外话：如果成员不是用 4 字节整型存储，而改用字符串，比如 ”1123356777″，那就更可观了。

5.4.2）如何减少存储空间：

考虑群成员并非时时刻刻都在变化，多数情况下，群成员的列表是相对稳定的，今天的和上周（甚至更久以前）的列表甚至可能是一样的，那么有可能几百条消息，甚至几万条消息对应的群成员列表是相同的。

因此，引出本文的重点思想：

考虑让不同的消息共用群成员列表，即把消息的阅读状态与群成员列表分开存储，并记录它们之间的关联。

假定平均每 1024 条消息共用一个群成员列表，发了 1024 条消息后，群成员变化了，此后需要用新的群成员列表。

那么这一千条消息的阅读状态所占用的空间是：

群成员列表空间 + 1024 条消息的阅读状态：640 * 4 + 1024 * 每条消息的阅读状态所占空间

在具备群成员列表的前提下，如何减少每条消息的阅读状态所占空间？

很自然会想到用 bit 来表示已读人员，因为一个 32 位整型可表示 32 个人的已读状态。bit 的顺序只需与群成员列表的顺序一致即可。

当一条消息没有人已读时，阅读状态占用 0 字节；当群内每个人都阅读时，占用的空间最大，即 640 / 32 = 20 字节。

因此优化之后，这一千条消息的阅读状态所占用的空间，范围是 2.5KB ~ (2.5KB + 1024 * 20B)，即 2.5KB ~ 22.5KB，此数值与 5.2 节思路 1、5.3 节思路 2 对比，有了极大幅度地下降。

如下图所示：

该表格的前提条件：

• 1）一个群有 640 人；
• 2）该群连续 1024 条消息对应的群成员列表是稳定的。

退一步考虑，哪怕这 1024 条消息对应的群成员列表不稳定，中间变化了 10 次，那么也仅会多出 2.5KB * 10 即 25KB 的存储空间，与案 1、案 2 相比仍然有极大优势。

6、如何提高已读未读状态的处理速度

小宝往公司群发了一条消息我来给大家介绍一下新来的女同事，大家立即、马上、瞬间、闪电般地查看消息，感觉迟 1 秒就会失去秒杀女神的机会一样，意味着一瞬间会有 N 多条已读通知发送到 IMS。

对这些消息的处理流程是一样的：

• 1）可合并这些操作以批量形式进行存储、转发；
• 2）由于存储消息的阅读状态是一个设置 bit 的过程，所以不存在互斥的问题，即使在分布式环境也可以放心操作；
• 3）消息对应的成员列表信息可临时缓存在内存对象内，以减少查询 IO，提高效率。

附录：更多 IM 群聊技术文章

《快速裂变：见证微信强大后台架构从 0 到 1 的演进历程（一）》
《如何保证 IM 实时消息的“时序性”与“一致性”？》
《IM 单聊和群聊中的在线状态同步应该用“推”还是“拉”？》
《IM 群聊消息如此复杂，如何保证不丢不重？》
《微信后台团队：微信后台异步消息队列的优化升级实践分享》
《移动端 IM 中大规模群消息的推送如何保证效率、实时性？》
《现代 IM 系统中聊天消息的同步和存储方案探讨》
《关于 IM 即时通讯群聊消息的乱序问题讨论》
《IM 群聊消息的已读回执功能该怎么实现？》
《IM 群聊消息究竟是存 1 份 (即扩散读) 还是存多份(即扩散写)？》
《一套高可用、易伸缩、高并发的 IM 群聊、单聊架构方案设计实践》
《[技术脑洞] 如果把 14 亿中国人拉到一个微信群里技术上能实现吗？》
《IM 群聊机制，除了循环去发消息还有什么方式？如何优化？》
《网易云信技术分享：IM 中的万人群聊技术方案实践总结》
《阿里钉钉技术分享：企业级 IM 王者——钉钉在后端架构上的过人之处》
《IM 群聊消息的已读未读功能在存储空间方面的实现思路探讨》
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