摘要：WebIM，是基于HTTP協(xié)議，系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，客戶端以網(wǎng)頁(yè)的形式實(shí)現(xiàn)與openfire服務(wù)器及其它客戶端的及時(shí)通信。這種B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)功能在服務(wù)器端統(tǒng)一管理與維護(hù)，既降低了維護(hù)難度，也使系統(tǒng)部署費(fèi)用得到減少。因此，Web IM技術(shù)將在基于即時(shí)通信及Web的遠(yuǎn)程監(jiān)控、網(wǎng)站客服等方面有重大的意義。為解決現(xiàn)有WebIM系統(tǒng)客戶端“拉”（Client_pull）模式周期請(qǐng)求而產(chǎn)生的系統(tǒng)消息延遲，以及客戶端和服務(wù)器端通信量大的問(wèn)題，提出了利用服務(wù)器“推”（Server-push）模式技術(shù)作為基礎(chǔ)的WebIM系統(tǒng)，并選擇openfire開(kāi)源服務(wù)器及支持XMPP作為服務(wù)器和客戶端的通信協(xié)議。并給出了實(shí)現(xiàn)HTTP長(zhǎng)連接的策略。并開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了WebIM系統(tǒng)，采用服務(wù)器推送方式使用戶在體驗(yàn)方面得到改進(jìn)，Web用戶將不會(huì)感覺(jué)到消息的延遲。

關(guān)鍵詞：IM；WebIM；通信；網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）09-1971-05

傳統(tǒng)的基于WebIM的引擎設(shè)計(jì)方式大多使Ajax無(wú)刷新交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)一種時(shí)間間隔定期獲取數(shù)據(jù)。它是一種基于客戶端不斷向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，以實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器保持同步。 但從基于這技術(shù)的產(chǎn)品實(shí)際效果來(lái)看，客戶與客戶之間的數(shù)據(jù)信息延遲有時(shí)會(huì)很大，不是很穩(wěn)定。同時(shí)，大量的同步請(qǐng)求數(shù)據(jù)使得服務(wù)器和客戶端之間的通信量增大，使網(wǎng)絡(luò)的性能下降，服務(wù)器負(fù)載過(guò)重。該文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有WebIM進(jìn)行了研究，分析了XMPP技術(shù)，提出了以支持XMPP的openfire服務(wù)器推送技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)客戶周期性的請(qǐng)求保持同步，致使客戶數(shù)據(jù)更新的基于B/S結(jié)構(gòu)的WebIM系統(tǒng)，并通過(guò)佛山一呼百應(yīng)移動(dòng)電子商務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目的WebIm系統(tǒng)驗(yàn)證了該方案的可行性，有效性。原型系統(tǒng)也可以擴(kuò)展到類似系統(tǒng)中。

本文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的Webim系統(tǒng)是以openfire為服務(wù)器，以xmpp技術(shù)更新數(shù)據(jù)?？蛻舳送ㄟ^(guò)瀏覽器登錄服務(wù)器后，即時(shí)更新用戶UI數(shù)據(jù)。Openfire服務(wù)器通過(guò)xmpp技術(shù)得到新的數(shù)據(jù)后，即時(shí)向客戶端推送。發(fā)送完后，客戶端瀏器與openfire繼續(xù)保持連接，等待下一次數(shù)據(jù)的更新。xmpp技術(shù)采用長(zhǎng)連接及服務(wù)器的推送方式，減少了客戶端的請(qǐng)求，同時(shí)也減少了openfire服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間，也節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬，改善了服務(wù)器也與客戶端的傳輸性能，從而延遲得到減少，用戶的體驗(yàn)會(huì)更好。

1 傳統(tǒng)的WebIM存在的問(wèn)題

1.1延遲

現(xiàn)有許多WebIM系統(tǒng)為了增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，使用AJAX技術(shù)進(jìn)行異步通信，WebIM客戶端游覽器按照設(shè)定的時(shí)間間隔定時(shí)向服務(wù)器刷新數(shù)據(jù)。當(dāng)客戶端與客戶端交換信息時(shí)，發(fā)送端先把數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器存儲(chǔ)，然后當(dāng)接收端向服務(wù)器端請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，才能獲取新的數(shù)據(jù)。在這個(gè)過(guò)程中客戶端通信延遲的最小時(shí)間間隔將是AJAX異步請(qǐng)求。但在實(shí)際的應(yīng)用中，客戶端消息的延遲將大于這個(gè)時(shí)間間隔，因?yàn)榉?wù)器端需要處理數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)以及實(shí)例化AJAX客戶端的對(duì)象。所以現(xiàn)有WebIM系統(tǒng)中，普遍存在消息延遲的情況。

1.2 通信量大，通信性能差

WebIM客戶端為了與服務(wù)器保持同步，需周期性向服務(wù)器發(fā)送信息，為了減少傳送信息的延遲，必須將周期訪問(wèn)時(shí)間設(shè)置很小，這將對(duì)服務(wù)器產(chǎn)生壓力，因?yàn)檫@些“心跳”信息只是使服務(wù)器與客戶端維持同步，使用戶和用戶維持在線狀態(tài)，相當(dāng)一些控制，而不是實(shí)際有效信息。過(guò)多的這些數(shù)據(jù)增加了服務(wù)器的負(fù)載，增大延遲。另外如果客戶之間的消息更新的頻率很慢時(shí)，服務(wù)器需要額外去響應(yīng)客戶端的心跳信息，并還需返回類似于false的數(shù)據(jù)給客戶端，這樣就為服務(wù)器端帶來(lái)了負(fù)載上的壓力，也增大延遲。

2 xmpp技術(shù)帶來(lái)的改變

xmpp通過(guò)建立一個(gè)和Openfire服務(wù)器的長(zhǎng)連接，當(dāng)openfire服務(wù)器獲取了新的數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)該長(zhǎng)連接即時(shí)向客戶端進(jìn)行推送，客戶端從長(zhǎng)連接管道中得到了數(shù)據(jù)的更新。使用xmpp技術(shù)所建立的長(zhǎng)連接機(jī)制，能很好地解決了二個(gè)問(wèn)題，第一，即時(shí)推送，消息即時(shí)，無(wú)延遲。第二，長(zhǎng)連接機(jī)制，減少了建立與關(guān)閉連接數(shù)，在整個(gè)通信過(guò)程中，長(zhǎng)連接一直維持，直至客戶端主動(dòng)退出系統(tǒng)，從而減少了通信量，改善了能信性能。

HTTP長(zhǎng)連接策略：

openfire服務(wù)器支持xmpp技術(shù)采用推送。當(dāng)服務(wù)器端的信息有變化時(shí)，主動(dòng)推送，而不需要客戶端請(qǐng)求。推送技術(shù)主要有以下兩種： （1）HTTP流方式（2）長(zhǎng)輪詢方式

在HTTP1.1規(guī)范中規(guī)定，客戶端與服務(wù)器端的HTTP的連接不能超過(guò)兩個(gè)，如果超過(guò)二個(gè)的連接，將會(huì)被阻塞丟掉。所以在每個(gè)WebIM客戶端和服務(wù)器之間只建立一個(gè)HTTP的長(zhǎng)連接，也符合HTTP規(guī)范要求，也改善了網(wǎng)絡(luò)的性能。長(zhǎng)連接管道中XMPP消息按優(yōu)先級(jí)排列：聊天消息：聯(lián)系人的消息：公告消息，來(lái)進(jìn)行發(fā)送。在openfire中與客戶的連接中最核心的Servlet技術(shù)是Connection_Servlet，它實(shí)現(xiàn)HttpServlet接口類，private的成員變量中保留了Continuation類的對(duì)象，使瀏覽器客戶端和openfire服務(wù)器端的HTTP長(zhǎng)連接得到維持。

3 客戶端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 通信協(xié)議

WebIM系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用XMPP（exten-siblemessagingandpresenceprotocol，可擴(kuò)展消息處理在線協(xié)議）協(xié)議，它是基于可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言 （XML）的協(xié)議，用于即時(shí)信息（IM）以及實(shí)時(shí)在線探測(cè)。XML流通過(guò)在TCP/IP鏈路上完成服務(wù)器端和客戶端的傳輸通信，所有通信開(kāi)始以流結(jié)點(diǎn)開(kāi)始，通信結(jié)束以流作為結(jié)束。web客戶端通過(guò)解析XML來(lái)獲取傳輸?shù)男畔?nèi)容。

圖1 XMPP工作原理，所有從一個(gè)client到另一個(gè)client的jabber消息和數(shù)據(jù)都要通過(guò)xmpp server。

1）client連接到server

2）server利用本地目錄系統(tǒng)的證書(shū)對(duì)其認(rèn)證

3）client制定目標(biāo)地址讓server告知目標(biāo)狀態(tài)

4）server查找連接并進(jìn)行相互認(rèn)證

5）client間進(jìn)行交互

3.2 web客戶端與openfire通信線程的設(shè)計(jì)

web客戶端與openfire通信線程設(shè)計(jì)分三個(gè)過(guò)程，第一個(gè)過(guò)程是登錄，接著第二個(gè)過(guò)程是正常即時(shí)通信，第三個(gè)過(guò)程，退出系統(tǒng)。登錄與退出啟用相同的線程，由webim的發(fā)起。正常通信，由openfire發(fā)起。當(dāng)客戶端首次登錄時(shí)，啟用一個(gè)客戶端請(qǐng)求線程，用來(lái)從openfire獲取用戶好友列表信息和用戶個(gè)人信息及用戶狀態(tài)信息來(lái)更新當(dāng)前用戶的信息。當(dāng)通信結(jié)束客戶退出系統(tǒng)，該線程立即被激活，通過(guò)發(fā)送XMPP的XML數(shù)據(jù)流，類似于true或true等信息用來(lái)描述用戶下線狀態(tài)或離線狀態(tài)信息給openfire，openfire通過(guò)長(zhǎng)連接進(jìn)行推送該用戶的列表用戶。好友的客戶端得到更新，同時(shí)客戶端和服務(wù)器端所建立的HTTP長(zhǎng)連接的進(jìn)行釋放，流程如圖2所示。

當(dāng)客戶端登錄成功后，WebIM端將啟動(dòng)一個(gè)HTTP的長(zhǎng)連接來(lái)監(jiān)聽(tīng)服務(wù)器端更新的數(shù)據(jù)，服務(wù)器將是將變化的數(shù)據(jù)以基于xmpp的XML流方式通過(guò)長(zhǎng)連接通道傳輸客戶端瀏覽器，客戶端UI界面及交換的數(shù)據(jù)信息得到更新。具體流程如圖3所示。

3.3 客戶端的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)客戶端的實(shí)現(xiàn)使用xmpp的Http和Openfire通信的JabberHTTPBind。JabberHTTPBind是jabber提供的XMPP協(xié)議通信的Http bind發(fā)送的形式，它可以完成WebBrowser和Openfire建立長(zhǎng)連接通信。Web客戶端用戶ClientA通過(guò)jsjac.js核心通信模塊庫(kù)發(fā)送一條消息到JabberHTTPBind，然后JabberHTTPBind會(huì)向Openfire發(fā)送XMPP協(xié)議的XML的信息。Openfire服務(wù)器接收到xml流后進(jìn)行解析，然后發(fā)送給指定的ClientB。用戶。JabberHTTPBind獲取到Openfire 服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)后，解析報(bào)文向當(dāng)前Servlet容器中的鏈接的Session中找到指定的用戶再發(fā)送數(shù)據(jù)給ClientB，如圖4所示。WebBrowser端用的是jsjac和JabberHTTPBind建立的連接，所有數(shù)據(jù)都要經(jīng)過(guò)JabberHTTPBind解析/轉(zhuǎn)換發(fā)送給Openfire服務(wù)器。

圖4 web客戶端與openfire服務(wù)器的通信方式

Web客戶端的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)：

1）客戶端UI，包括聊天窗口，登陸、消息、日志等

與openfire服務(wù)器連接地址設(shè)置，window["serverDomin"]指定其中一個(gè)openfire服務(wù)器的地址，否則客戶端無(wú)法通訊。

建立一個(gè)聊天窗口應(yīng)用，并設(shè)置發(fā)送者和消息接收者，登陸到openfire服務(wù)器。退出openfire登陸，斷開(kāi)鏈接。建立一個(gè)新聊天窗口，并設(shè)置消息接收者的實(shí)現(xiàn)。

$WebIM（）方法是主函數(shù)，它可以完成聊天窗口的創(chuàng)建。$.WebIM.newWebIM方法是新創(chuàng)建一個(gè)新用戶一個(gè)窗口，這個(gè)窗口代表了一個(gè)新的用戶。

2）本地聊天應(yīng)用核心代碼

包括發(fā)送消息； 獲取即將發(fā)送的內(nèi)容；接收區(qū)域?qū)懴ⅲ?判斷是否是移動(dòng)端會(huì)話信息；如果是就發(fā)送純文本信息，否則就發(fā)送其他代碼； 遠(yuǎn)程發(fā)送消息； 非移動(dòng)端通信 可以發(fā)送html代碼； 清空發(fā)送區(qū)域。

3）遠(yuǎn)程聊天JavaScript核心代碼，與jsjac庫(kù)關(guān)聯(lián)的

構(gòu)建jsjac的message對(duì)象

安裝（注冊(cè)）Connection事件模型

向chat接收信息區(qū)域?qū)懴?/p>

建立連接觸發(fā)事件的方法

4）消息區(qū)域、編輯器代碼 send.message.editor.js

5）web.xml配置

4 項(xiàng)目實(shí)施的結(jié)果與分析

第一，對(duì)HTTP長(zhǎng)連接狀態(tài)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，利用網(wǎng)絡(luò)包監(jiān)測(cè)分析工具對(duì)WebIM客戶端和openfire的HTTP長(zhǎng)連接進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，web客戶端初次請(qǐng)求服務(wù)器端openfire時(shí)，服務(wù)器端openfire與客戶端瀏覽器建立長(zhǎng)連接，當(dāng)openfire服務(wù)器有新的數(shù)據(jù)更新時(shí)，即時(shí)通過(guò)建立的長(zhǎng)連接推送給客戶端瀏覽器。推送的內(nèi)容為xml流信息，查看服務(wù)器連接狀態(tài)和客戶端狀態(tài)都為ESTABLISHED狀態(tài)，說(shuō)明HTTP長(zhǎng)連接存在。從監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)客戶端始終和服務(wù)器端在整個(gè)通信過(guò)程中從未斷開(kāi)連接，能高效地保障數(shù)據(jù)的通信。

第二，當(dāng)服務(wù)器端和客戶端在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行通信時(shí)客戶端和服務(wù)器端處于半連接狀態(tài)，客戶端將變?yōu)镕IN_WAIT_2連接狀態(tài)，服務(wù)器變?yōu)镃LOSE_WAIT連接狀態(tài)，但只要有數(shù)據(jù)流產(chǎn)生，客戶端和服務(wù)器狀態(tài)又將轉(zhuǎn)變成ESTABLISHED狀態(tài)，即正常即時(shí)通信。

第三，當(dāng)客戶端退出或關(guān)閉時(shí)，服務(wù)器端與客戶端的長(zhǎng)連接將被終止，同時(shí)服務(wù)器端資源也補(bǔ)釋放，以及發(fā)送好友信息，更新好友列表和用戶UI等信息。

通過(guò)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了本webim系統(tǒng)，使用xmpp實(shí)現(xiàn)HTTP長(zhǎng)連接是有效的，也是可行的。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)本項(xiàng)目在廣州佛山一呼百應(yīng)移動(dòng)電商平臺(tái)的應(yīng)用監(jiān)測(cè)，基于openfire服務(wù)器和xmpp技術(shù)構(gòu)建的WebIM系統(tǒng)將很好的解決消息延遲的情況。滿足了設(shè)計(jì)初要求，具有良好的運(yùn)營(yíng)性能。

5 結(jié)束語(yǔ)

WebIM系統(tǒng)在用戶無(wú)需安裝其它客戶軟件，就可以通過(guò)客戶瀏覽器連接到im系統(tǒng)服務(wù)器端，方便用戶使用。本系統(tǒng)客戶端的實(shí)現(xiàn)使用xmpp技術(shù)和Openfire服務(wù)器技術(shù)xmpp技術(shù)通信的JabberHTTPBind。JabberHTTPBind是jabber提供的XMPP協(xié)議通信的Httpbind發(fā)送的形式，它可以完成WebBrowser和Openfire建立長(zhǎng)連接通信，也是一種基于B/S架構(gòu)的連接方式。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于xmpp技術(shù)的長(zhǎng)連接方式，采用服務(wù)器推送信息，信息延遲減少，使用戶體驗(yàn)方面有所改進(jìn)。通過(guò)長(zhǎng)連接方式，減少多次建立或關(guān)閉服務(wù)器與客端的連接，為服務(wù)器端減少了負(fù)載，改善了即時(shí)通信的性能，同時(shí)也能方便擴(kuò)展到其他系統(tǒng)中，具有推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 顧治華，劉家璽，汪津.基于XMPP協(xié)議的ejabberd服務(wù)器黑名單實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2010（18）.

[2] 王振興，黃靜.基于php和服務(wù)器推技術(shù)的Web即時(shí)聊天系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2012（12）.