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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：
<pre>
C1—-S1—S2—C3
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C2—-+–G1===FN1===FC1
</pre>
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 <stream>；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）：
<presence from=“[email protected]/contact” to=“[email protected]/contact”>
<status>online</status>
</presence>
2.2 Message
用于在两个用户之间发送消息。消息结构举例如下：
<message from=“[email protected]/contact” to=“[email protected]/contact” type=“chat”>
<body>hello</body>
</message>
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。
<iq from=“[email protected]/contact” id=“id11” type=“result”>
</iq>
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
猿：你吃饭了吗？
MM：吃了
猿：你在干什么呢？
MM：上网
猿：你那天气好吗？
MM：还可以
猿：你最近忙吗？
MM：不忙
猿：。。。。
猿：哦，这样啊，我就想知道你在干什么，那你继续忙吧，拜拜
MM：拜拜Case2－请教
A：嘿 //是什么意思啊？
B：嘿.
A：呃 我问你//是什么意思？
B：问吧.
A：我刚才不是问了么？
B：啊？
A：你再看看记录…
B：看完了.
A：……所以//是啥？
B：所以什么？
A：你存心耍我呢吧？
B：没有啊 你想问什么？Case3－约会
女:你能让这个论坛的人都吵起来,我今晚就跟你走.
某猿:PHP是最好的语言!
论坛一下炸翻了天，女:i服了u,我们走吧，你想干啥都行.
某猿:今天不行,我一定要说服他们,PHP必须是最好的语言
某女：…….Case4－借钱
A：哥们儿，有钱吗？
B：有
A：借我点呗？
B：啊？你说什么？
A：借我点呗？
B：不是，上一句？
A：有钱吗？
B：没有
A：晕，程序重新请求一下，结果还不一样了！
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。
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erylee 2014-09-02 10:40:32 +08:00
嗯，个人觉得XMPP不适合，我们在开发SLIMPP，GitHub项目： https://github.com/slimpp/
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ioth 2014-09-02 11:12:02 +08:00
关注，现在要做一个。
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ahu 2014-09-02 11:16:03 +08:00
注册了下，貌似还不能用
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erylee 2014-09-02 11:19:44 +08:00
@chmlai 基础协议刚开发完，比如iOS的CocoaMQTT, erlang的mqtt server。现在开发Android的一个Demo，0.1版本应该在10月发布，然后迭代协议到1.0
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a2z 2014-09-02 11:22:16 +08:00
XMPP用的XML，overhead太大了，大部分情况下结构描述比信息本身都大，非常不适合在流量有限的移动环境中使用。
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caoyue 2014-09-02 11:40:47 +08:00
XMPP 协议确实非常蛋疼，但是好处是足够完善，实现也很多，适合快速开发
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allenforrest 2014-09-02 11:47:18 +08:00  1
SIP 也一样，开销非常大。
但我还是很推崇 XMPP，优势在协议完备性、各种实现的成熟度等等方面。 可以考虑在实现层面做一下改造，将 XMPP 报文在底层 TCP 传输时做一次编解码，转换成自定义的二进制格式，只需要改造一下 smack 库和 openfire 源码部分，对于上层应用开发来说完全透明，原来 smack 怎么用还是怎么用。 底层编码后的冗余数据大大减少，节省流量和功耗。 另外，考虑 XMPP 各种协议扩展较多，我们只需要针对最常用、最频繁的 XMPP 报文做编解码即可，其他不常用的仍然维持现有文本格式，对流量的贡献可控。 |
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est 2014-09-02 11:49:45 +08:00
XMPP非常烂。离开了libjingle2的XMPP在桌面上都是一坨废物。
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lithiumdroid 2014-09-02 11:52:54 +08:00
丰总，你还在写代码吗丰总
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huoxiaochai 2014-09-02 13:00:54 +08:00 1
MQTT 值得你拥有！
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jwfing OP @lithiumdroid 哈哈，写啊，我们公司工程师都写代码的。
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jwfing OP 1
推荐大家考察一下我们推出的聊天服务： https://avoscloud.com/features/realtime-messaging.html
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jwfing OP @shawngao 不是不是，我们有一个「小团队」在做 IM，主要负责的工程师是 https://twitter.com/Sunng
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shawngao 2014-09-02 15:04:44 +08:00
@jwfing 这样啊，那顺便了解一下你们的IM用C/C++、Golang或者其他？这方面我也是比较感兴趣的，所以想特别了解一下。
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pi1ot 2014-09-02 16:04:49 +08:00
xml上面zip一下应该会有改善吧
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jwfing OP 1
@shawngao 我们服务器端是用 Clojure 写的，整个 AVOS Cloud(http://avoscloud.com) 的后端和网站，都是 Clojure 写出来的：）
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hussion 2014-09-02 17:00:03 +08:00
关注，我们暂时用socket.io实现，也在寻找比较靠谱的协议
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railgun 2014-09-02 17:15:15 +08:00 1
不适合，首先传输用的是XML，构造和解析复杂，传输冗余大。
另外，它对不稳定的移动网络不友好，经常会发生丢消息的情况。 我认为成熟的移动IM，（或者根本不应该叫IM，移动网络的特点本身就决定了它不适合做即时通讯）应该同时兼容socket和HTTP，网络好的时候用socket保证实时性，网络差的时候用HTTP保证可靠性。 还有一个血的教训是，不要让它负责除了聊天之外的其他任何事情，好友关系处理、用户资料设置什么的，最好都自己另外弄一套。XMPP自带的扩展和传输都很麻烦 |
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guoyang 2014-09-02 18:44:31 +08:00 via iPhone
作为一个趟过该浑水的人，我觉得自己搞私有协议远比xmpp好，因为用了之后你会发现里面的很多本来是好的东西，最后却变成了负担！特别对于移动网络
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erylee 2014-09-02 19:08:48 +08:00
@railgun 非常有道理，我们直接JSON/HTTP+MQTT混合，网络好用MQTT推送，网络差通过HTTP同步。协议层面尽量支持Sync Pull和PUSH混合。
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wenbinwu 2014-09-02 19:52:25 +08:00
hipchat?
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llbgurs 2014-09-02 20:03:15 +08:00
可以看看我们的服务，基于mqtt的 yunba.io https://github.com/yunba
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icyalala 2014-09-02 20:48:41 +08:00 1
XMPP太重，如果需求不复杂，socket.io自己定义下协议就够用了。
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jwfing OP @icyalala 嗯，AVOS Cloud的聊天服务就是自定义协议，并且也支持socket.io，最后我们的体会是根本不需要那些「开放」且「重量级」的协议！
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usufu 2014-09-03 09:00:48 +08:00
有没有支持视频聊天的协议？除了xmpp扩展以外？
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pi1ot 2014-09-03 12:56:25 +08:00
文本沟通的话IRC协议就够了，只是IRC更面向群聊。
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wupher 2014-09-03 14:01:11 +08:00
不适合。协议设计比较臃肿，XMPP协议最初设计时也没考虑移动端。
<message>本身是可丢弃的，掉了也就掉了。使用XMPP一般考虑的是服务端客户端有开源实现可抄，二来就是开放性了。 就现有开源实现来说，Erlang的那个ejabberd实现不太清楚，其它openFire, jabberd2感觉上量都有问题。群消息更是大深坑。 文件传输与音视频这块，其实XMPP也就负责握个手，该怎么走RTCP，到时还得怎么走。 量少浅尝可以，量大最终会开始动手改造。 倒是阅读XMPP协议蛮有趣的，没想到里面有这么多纯搞笑协议的RFC。比如XMPP-二进制版。 |
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gfh110 2014-09-03 17:45:08 +08:00 1
大家应该看下xmpp产生的历史。当时它的目标是提供一种通用的协议来试不同厂商的im可以互相通信。
它的性能并不好，而且因为是xml协议并不适用目前国内还对流量敏感的用户,并发量也上不去 |
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citysofa 2014-09-03 17:50:45 +08:00
不适合
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siteshen 2014-09-03 18:42:36 +08:00
坐等IM开源……
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popatry 2014-09-04 01:56:13 +08:00 1
> 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。
首先，其实浪费的带宽并没有你想象那么高比例。因为你没有考虑IP层和TCP层的带宽占用。我估计这种短小聊天信息如果有8KB，那么TCP/IP包头加起来恐怕也有10KB到20KB了。那么算上这些带宽占用，XMPP协议层占用的带宽也就在50%左右了。 其次，XMPP基于XML协议层格式繁琐，但信息量并不高，所以如果要压缩，那么压缩率就会很高。XMPP协议通常要通过TLS加密，可以启用TLS压缩选项。 最后，无论使用任何协议，文本聊天都不会占用很多带宽，稍微浪费一点，问题不大。 |
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yunbaIO 2014-09-04 11:24:47 +08:00 1
不适合。虽然说XMPP本身是一个非常完整的协议，而且扩展性相当好，也有一些很好的Broker。但它并不适合用来做移动IM。其中一个劣势@jwfing 已经提到，就是它本身协议承载数据比例太低，差不多70%的流量都是消耗在标签上。另一个麻烦的问题就是它的延迟大。我们试验过用XMPP来做一个简单的Connect和用户认正,不仅要用1K的流量，还需要5-7次的交互，换句话说，一个登录就是秒级的延迟（移动互联网一个环回大概就是400、500毫秒）。另一个缺点就是XMPP的编解码也是很重，因为它是纯文本的解析器，你要用纯文本去做，不管是编码还是解码都是比较重的，在移动环境下合适。
推荐用MQTT协议，它是二进制协议，而且本身非常精简，做移动网络环境下做IM非常合适，省电省流量。它的做法是一个订阅／发布系统，拿到权限的人就可以往频道里发消息，任何在这个频道里的人就可以收到。MQTT还是开放协议，有很多开源实现，可以用它的开源实现搭个环境来玩一玩。另外很重要的一点就是它的扩展很方便，它原来就留了两个两个命令字，再加上它协议头本身很轻，在它的扩展命令字上做一些简单的事情就可以扩展出很多命令字。 我们云巴yunba.io是基于MQTT协议做双向消息实时推送，也支持Socket.io。开发者可以使用云巴，快速搭建包括移动IM以内的各类型实时应用。可以稳定支持千万级亿级海量用户。我们设立多处主干机房，全国范围内消息延迟在0.2s以内。 我们也投入了大量时间精力研究实践实时海量数据通讯、统计、存储等问题。之前创始人还在ArchSummit上就这方面做了的分享，题目就是实时系统架构和实践，有兴趣的可以戳http://t.cn/RhUxmwN看视频，全程干货，当时也提到了协议选择的问题。 对了，还有一个基于云巴产品开发的移动IM开源Demo，或许有用哈，Github地址http://t.cn/RPxwZjQ |
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loddit 2014-09-05 09:08:28 +08:00
之前用过一阵子XMPP，感觉除了大家提到的XML冗余之外，还有一些限制它适用性的地方。
最主要就是它有一下自己的业务设计，比如加入room需要客户端发送presence，需要先主动获取 roster 才能获取好友状态的更新。叫 一般来讲采用 XMPP 主要的好处就是可以直接使用很多开源的产品。但是因为本身也算比较复杂，这些产品上做一些自己的定制就没那么容易。 在移动端我不熟悉，我觉得如果使用第三方的平台实现实时通信可能是比较快速的选择。 ps ejabberd 是比较有名的 erlang 实现，实现的xmpp协议比较全，而且性能貌似是目前最好的吧？ 不如 openFire 吗？ |
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Wichna 2015-07-27 13:10:47 +08:00
好老的文了。很不错，顶一下。
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