
前两天跟一个做社交app的朋友聊天,他问我他们产品最近用户反馈连麦的时候总感觉有延迟,尤其是两个人同时说话的时候,那种卡顿感特别影响体验。我这才意识到,原来连麦延迟这个问题,虽然看起来简单,但实际解决起来涉及的东西还真不少。
其实仔细想想,语聊交友这个场景对延迟的要求确实挺高的。你想啊,两个人连麦聊天,跟面对面对话是一样的,如果对方说完一句话,你这边要等个一两秒才能听到,那这聊天根本没法进行下去。更别说现在还有很多用户在连麦的时候喜欢唱歌、玩配音,这种对实时性要求更高的场景,延迟一高体验就特别差。
正好我最近研究了一些这块的内容,也跟行业内的一些朋友交流过,今天就想把这方面的东西整理一下,分享给同样在做语聊交友开发的朋友们。文章里提到的思路和方法都是一些通用的做法,不涉及具体某个特定厂商的技术方案,大家可以根据自己产品的实际情况参考借鉴。
在说怎么优化之前,咱们先得把连麦延迟这个概念给搞清楚。什么是连麦延迟?简单来说,就是从用户A说话开始,到用户B听到这句话之间的时间差。这个时间差越小,连麦的体验就越接近面对面聊天,用户的体验就越好。
举个具体的例子吧。假设用户A在北京,用户B在上海,用户A说了一句话”你今天过得怎么样”,这句话从用户A的手机采集到,然后通过网络传输到服务器,服务器再做转发,最后到用户B的手机上解码播放出来。这个过程里,每一步都会消耗时间,所有这些时间加起来,就是我们说的连麦延迟。
一般来说,行业里把200毫秒以内的延迟认为是比较理想的,用户基本感觉不到卡顿。200毫秒到400毫秒之间,用户能感觉到一点延迟,但还可以接受。如果延迟超过400毫秒,对话的时候就会有明显的迟滞感,用户体验就开始下降了。到了800毫秒以上,那基本上就没法正常聊天了。所以我们优化的目标,就是尽可能把延迟控制在一个比较低的水平。

了解了什么是连麦延迟之后,咱们再来看看到底是什么因素导致了延迟的产生。只有把这些因素一个个搞清楚,才能针对性地去解决它们。
这里我整理了一个表格,把主要的影响因素和它们的作用简单列了一下:
| 影响因素 | 作用机制 | 优化难度 |
| 网络传输延迟 | 数据包在网络中传输的时间,受物理距离和网络质量影响 | 中等 |
| 编解码延迟 | 音频数据的压缩和解压缩过程消耗的时间 | 较低 |
| 服务器转发延迟 | 服务器接收、转发数据包的处理时间 | 中等 |
| 端侧处理延迟 | 包括采集、播放缓冲、抖动消除等环节的延迟 | 较低 |
网络传输应该是影响延迟最大的因素了。我们知道,数据在网络中传输的速度不可能超过光速,虽然光速很快,但实际情况下,网络传输还要经过各种路由器、交换机的转发,每一次转发都会带来延迟。而且,如果网络出现丢包、抖动这些问题,数据包可能需要重传,延迟就会进一步增加。
举个例子,如果两个用户一个在哈尔滨,一个在海南岛,那物理距离本身就非常远了,再加上可能经过的网络节点也比较多,传输延迟自然就上去了。另外,如果用户用的是移动网络,在信号不好的地方,网络延迟波动会特别大,这也是为什么很多用户反馈在某些地方连麦卡顿特别严重的原因。
我记得有个做即时通讯的朋友跟我说过,他们之前做过测试,同样的两个城市,用不同的网络运营商,延迟能相差几十毫秒。这还是理想情况下,如果遇到网络拥塞,差距可能更大。所以网络传输这一块,真的是影响延迟的大头。
音频数据在传输之前,需要先进行编码,把原始的音频数据压缩一下,不然数据量太大,网络传输不起来。到了接收端,再把编码后的数据解码成原始的音频进行播放。这个编码和解码的过程,都是需要时间的。
不同的音频编码器,压缩率和计算复杂度是不一样的。有些编码器压缩率高,但计算复杂,解码时间长;有些编码器速度快,但压缩率低,需要传输的数据量大。一般语聊场景常用的编码器,像Opus这种,在压缩率和延迟之间平衡得还是比较好的。但如果编码器的配置不合适,或者设备性能较差,编解码这一块也可能成为瓶颈。
在连麦场景下,用户的音频数据通常是要经过服务器中转的。服务器接收到用户A的音频数据,然后转发给用户B,这个过程需要时间。虽然服务器的处理速度很快,但现在很多产品为了保证通话质量,会在服务器端做一些额外的处理,比如混音、回声消除、噪音抑制等等,这些处理都会增加延迟。
另外,如果服务器本身的负载很高,处理速度变慢,也会导致数据堆积,延迟增加。有些团队为了节省成本,服务器配置比较低,这时候一旦并发量上来,延迟就容易飙升。
前面分析了影响延迟的主要因素,接下来我们就来看看,针对这些问题,有哪些可以实操的优化方法。这里我会按照从协议层到应用层的顺序来讲,尽量把每个点都说得具体一些。
传输协议是连麦的基石,选对了协议,优化就成功了一半。目前实时音视频场景常用的传输协议主要有两种:TCP和UDP。
TCP协议的特点是可靠,它会保证数据包一定能够到达,但如果遇到丢包,它会等重传完了再往下走,这就可能导致延迟。而UDP协议不保证可靠性,丢了就丢了,但它速度快,延迟低。实时音视频传输对延迟非常敏感,但又不可能完全不在乎丢包,所以业内一般会在这两者之间找一个平衡。
QUIC协议算是一个比较折中的方案,它是基于UDP的,但借鉴了TCP的一些可靠性机制。很多做连麦的产品现在都在用QUIC协议,效果确实比纯TCP要好一些。不过具体用哪种方案,还是要根据自己的业务场景和用户群体来定。
除了协议类型,协议的配置参数也很重要。比如超时时间、重传策略、拥塞控制算法这些参数,都会影响到延迟和稳定性的平衡。建议大家在做这块的时候,可以多做一些对比测试,找到最适合自己场景的配置。
编解码这一块的优化,主要从编码器选择和编码参数配置两个方面入手。
编码器的选择上,现在行业内用得比较多的有Opus、AAC、EV这些。Opus这个编码器确实挺不错的,它支持多种比特率和采样率,能够根据网络情况动态调整,而且在低延迟模式下表现很好。如果你的产品主要面向语聊场景,Opus基本上是个不错的选择。
编码参数方面,有几个点需要注意。首先是帧长,帧长越短,延迟越低,但压缩效率也越低。一般20毫秒左右的帧长是个比较平衡的选择,既能保证较低的延迟,又有不错的压缩效果。然后是比特率,比特率越高,音质越好,但传输的数据量也越大。在网络条件不好的时候,可以适当降低比特率来保证流畅性。
另外,现在很多编码器都支持动态码率调整功能,就是根据网络状况实时调整编码的比特率,这个功能建议一定要打开。它能够在网络变差的时候主动降低码率,虽然音质会受一点影响,但至少能保证通话不断,这个权衡我觉得是值得的。
传输网络这一块,应该是优化延迟最有效的手段之一了。为什么这么说呢?因为前面提到过,网络传输延迟是影响最大的因素,把这一块优化好了,效果是最明显的。
首先说说节点部署的问题。我们国内的网络环境比较复杂,不同运营商、不同地区之间的网络互通状况不一样。如果服务器只部署在一个地方,那么偏远地区的用户连接过来延迟就会很高。所以现在主流的做法是在全国各地部署多个接入点,让用户能够连接到最近的节点。
这里就涉及到智能调度的问题了。系统需要能够实时感知各个节点的状态,包括延迟、负载、丢包率等等,然后动态地把用户分配到最优的节点。这个调度策略的设计很关键,调得好不好,对用户体验影响很大。
然后是线路的选择。同一个方向的网络,可能有多条线路可以走,有些线路速度快,有些线路速度慢,有些线路稳定,有些线路容易波动。好的线路选择算法应该能够实时探测各条线路的质量,然后选择最优的走。这块有一些专业的服务提供商,像声网这种,有覆盖全球的实时互动网络,他们在这块的积累比较深,如果自建成本太高的话,考虑接入这类服务也是可以的。
除了网络层和协议层的优化,客户端这边也有不少可以做的事情。很多时候,客户端的一个小细节没处理好,就会导致延迟增加或者体验下降。
首先是缓冲策略的设计。客户端需要缓存一些数据来应对网络的抖动,这个缓存就是 jitter buffer。缓存太小,网络一抖动就会卡顿;缓存太大,延迟又会增加。所以这个缓存的大小需要根据网络的实际情况动态调整,这个自适应算法挺重要的。
然后是音频采集和播放的优化。采集和播放的设备选型、采样率的设置、设备的兼容性处理,这些看起来不起眼,但做不好的话也会影响体验。比如有些安卓机型在某些采样率下会有兼容性问题,导致声音出现杂音或者卡顿,这种问题虽然不是延迟,但同样影响用户体验。
还有就是网络状态的探测和适应。客户端应该能够实时探测当前网络的质量状况,比如延迟多少、丢包率多少、抖动多大,然后根据这些信息调整自己的行为。网络好的时候,可以用高质量模式;网络差的时候,就切换到流畅模式,保证通话的连续性。
说了这么多技术层面的东西,最后再聊一些实践中的经验吧。这些是我跟一些做这块的朋友交流的时候,他们分享的一些心得,我觉得挺有价值的。
第一点,不要盲目追求极致的低延迟。很多团队在优化延迟的时候,容易陷入一个误区,就是想把延迟压得越低越好。但实际上,延迟和稳定性、流畅性之间是需要平衡的。过度追求低延迟,可能导致系统不稳定,一旦网络有波动就卡得厉害。找到一个合适的平衡点,比单纯追求低延迟更重要。
第二点,做好监控和告警。线上环境很复杂,什么情况都可能发生。如果你的系统没有完善的监控体系,等用户投诉了才发现问题,那就太晚了。建议在关键节点都埋好监控点,实时关注延迟、丢包率、卡顿率这些核心指标,一旦超过阈值就及时告警处理。
第三点,不同场景区别对待。语聊交友里面其实有不同的子场景,比如纯聊天、一起听歌、合唱、PK这些,不同场景对延迟的要求其实不太一样。合唱这种对同步要求高的场景,可能需要更低的延迟;而纯聊天场景,稍微宽松一点也没关系。根据场景做差异化的策略,比一刀切要好。
第四点,多关注弱网环境下的表现。实际上,用户反馈最多的问题,往往不是在网络很好的时候,而是网络不太好的时候。所以测试的时候,一定要重点测试弱网场景,看看系统在网络差的情况下表现怎么样。模拟各种网络状况,比如高延迟、高丢包、网络波动等等,看系统能不能扛得住。
第五点,持续迭代和优化。延迟优化不是一蹴而就的事情,需要根据线上的数据反馈,不断调整和优化。建议建立一套完整的性能评估体系,定期review核心指标的变化趋势,然后针对性地做优化。声网在这块有一些成熟的方案和经验,如果大家在这方面遇到什么困难,也可以参考借鉴一下他们的做法。
好了,关于语聊交友连麦延迟优化的话题,今天就聊到这里。其实这个话题展开讲还有很多内容可以讲,篇幅有限,只能先讲个大概。希望这些内容能给正在做这块的同行们一些启发,如果大家有什么问题或者不同的见解,也欢迎一起交流讨论。
做社交产品不容易,用户对体验的要求越来越高,我们能做的,就是把每一个细节都打磨好,让用户在连麦的时候能够有一种面对面聊天的那种自然感。这个过程可能需要持续投入,但看到用户因为体验提升而更愿意使用产品,那种成就感还是很值得的。
