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什么是推送系统架构

IM推送系统架构是什么

IM 推送系统架构,是支撑即时通讯产品实现消息实时、可靠传递的一套分层技术组件与协同体系,涵盖从客户端消息发起,到服务端处理、存储,再到接收端接收的全链路结构设计,其核心目标是保障消息推送的实时性、完整性,同时适配在线 / 离线推送、多端同步、消息漫游等不同场景需求。

 

工作原理

IM推送系统架构的工作原理
IM推送系统架构的工作原理

1. 新消息由客户端发起,消息体携带核心字段:消息 ID(用于去重)、逻辑时间戳(用于排序)、消息类型(控制消息 / 图片消息 / 文本消息等)、消息体内容。

2. 消息发出后,首先写入消息队列,作为底层存储的临时缓冲区。

3. 消息队列中的消息由消息处理服务器消费,支持乱序消费模式。

4. 消息处理服务器遵循先存储后同步原则:先将消息写入发件箱 Timeline(存储库),再通过写扩散方式同步至各个接收端的收件箱(同步库)。

5. 消息数据写入存储库后,系统近实时构建两类索引:一是文本消息的全文索引,二是多字段索引(包含发送方、消息类型等维度)。

 

推送架构基础分类

1. 在线推送

当用户在线时,消息会通过长连接(如WebSocket)直接推送到客户端。这种方式延迟低,响应速度快,但需要维护长连接,对服务器资源消耗较大。

在线推送的工作流程通常包含五个关键环节:首先是消息发起,客户端通过 SDK 封装消息体(含消息 ID、逻辑时间戳、消息类型等核心字段),经加密处理后发送至服务端接入层。接下来进入连接校验阶段,接入层的长连接网关验证用户在线状态、连接有效性及权限,确认无误后将消息路由至核心业务层。

第三步是消息处理与存储,核心业务层按消息优先级完成路由分发,同时遵循 “先存储后同步” 原则,将消息写入发件箱 Timeline 与接收方收件箱同步库,确保消息可追溯与多端同步支持。这一动作触发第四步实时推送下发,服务端通过已建立的长连接,将消息直接推送至接收方客户端,同时触发回执机制。

最后,客户端成功接收消息后,会通过即时展示与状态反馈完成闭环:即时更新应用内聊天界面、消息中心,按需触发声音 / 震动提醒,同时向服务端返回接收回执,确保消息传递的完整性与可追溯性。

2. 离线推送

当用户不在线时,消息会存储在服务器端,待用户上线后通过轮询或推送通知(如APNs、FCM)传递给用户。这种方式虽然延迟较高,但能确保消息不丢失。

离线推送的工作流程通常包含五个关键环节:首先是消息产生,当业务侧生成聊天消息、系统提醒或其他事件时,服务器即刻记录下需要推送的内容。接下来进入消息存储阶段:若检测到用户当前不在线或移动端无法维持长连接,服务端会将这些待发送内容暂存在数据库或消息队列中,确保消息不会丢失。

第三步是网络状态监测。应用端会持续监测设备网络与连接状态,一旦发现用户重新上线、应用恢复前台或重新建立长连接,便主动向服务器同步状态。这一动作触发了第四步离线消息推送:服务器确认用户可达后,将之前暂存的离线消息批量下发给客户端。

最后,客户端在成功拉取离线消息后,会通过本地通知机制 展示给用户,通常以系统通知栏、角标或应用内消息中心的形式呈现。

 

推送架构策略设计

1. 推送通道选择

  • 厂商通道:系统集成度高、可用性强、消息优先级高;但同时也存在接入流程复杂、参数配置要求高、功能限制等局限性。
  • 第三方推送服务平台:能支持多平台不同操作系统需求、功能更丰富,并发处理能力高、提供详细的数据统计与分析功能、采用多种安全措施,保障推送消息的可靠性。
  • 自建长连接:开发者完全自主可控、高度定制化、数据安全性与隐私性高、成本可控;但同时也面临技术难度大、运维成本高等挑战。

2. 推送优先级与到达率优化

  • 高优先级(High Priority):要求实时送达,例如 IM 消息、支付通知、验证码、系统告警。
  • 中优先级(Normal Priority):允许轻微延迟的业务提醒,如物流更新、订单状态变更。
  • 低优先级(Low Priority):对时效性要求不高,可合并或延后,如营销活动推送、内容推荐。

清晰的分级标准能够确保系统在高并发场景下依然保持可控与稳定。

在实际落地中,优先级直接影响以下几个关键策略:

2.1通道选择策略

高优先级 → 首选系统级通道(APNs、小米/华为渠道、FCM)或自有长连接通道。

中低优先级 → 可使用厂商普通通道、定时批量推送或运营通道。

2.2排队与发送顺序策略

高优先级 → 消息不等待,直接插队发送;

中低优先级 → 在高峰期可能延迟或被合并。

2.3重试与降级策略

高优先级 → 多次重试 + 自动切换备用通道

中低优先级 → 失败后不保证重试

2.4推送聚合策略

对于低优先级推送,系统可以通过聚合减少推送次数、降低唤醒频率:

  • 合并同类消息
  • 使用摘要通知(summary notification)
  • 限制每小时最大推送次数

高优先级则一般不做聚合处理,以保证消息完整性。

 

智能推送策略

利用人工智能算法对用户数据和行为进行深度分析,实现个性化、精准化的内容推送。

AI智能推送技术框架通常包括以下几个关键部分:

  • 数据收集与处理:系统通过各种渠道收集用户数据,包含基本信息、行为数据(点击记录、停留时间)以及偏好数据。
  • 用户画像构建:数据会经过清洗、标注和预处理,通过机器学习算法构建包括兴趣、偏好、行为习惯等的用户画像,更好理解用户需求。
  • 内容分析与匹配:系统会对文本、图片、视频等多媒体内容的特征进行提取和语义理解。
  • 推送策略优化:包括推送时机的选择、推送频率的控制以及推送方式的确定等。
  • 实时反馈与调整:通过收集用户的反馈数据(如点击率、转化率、用户评价等)来评估推送效果,并根据评估结果对推送策略进行调整。

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