1、引言

IM系統中，特別是在企業應用場景下，消息的已讀未讀狀態是一個強需求。

以阿里的釘釘為例，釘釘的產品定位是用于商務交流，其“強制已讀回執”功能，讓職場人無法再“假裝不在線”、“假裝沒收到”。更有甚者，釘釘的群聊“強制已讀回執”功能，甚至能夠知道誰讀了消息，誰沒有讀消息（老板的福音啊）。

 

▲ 釘釘里的群聊消息已讀未讀功能效果

功能看起來很酷，但用起來是一言難盡（上班族心里苦.... ）。實際上，技術實現也并不容易。

那么，對于已讀未讀狀態：

• 1）如果是私聊：消息的閱讀狀態比較容易實現，在性能和存儲上也不存在問題；
• 2）如果是群聊：考慮到存儲和處理性能，特別當處于一個云環境時，如何高效地處理群聊的已讀未讀狀態是一個非常值得探討的話題。

這里提到的“高效”含3個方面：

• 1）存儲空間；
• 2）處理速度；
• 3）傳輸字節數。

本文將從服務端的角度來探討已讀未讀狀態，在具體的技術實現上對于存儲空間占用方面的思路差異。能力有限，權當個人筆記，歡迎交流。

學習交流：

- 即時通訊/推送技術開發交流5群：215477170[推薦]

- 移動端IM開發入門文章：《新手入門一篇就夠：從零開發移動端IM》

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2、內容點評

在收錄本文前，Jack Jiang建議原作者對某些具體的技術點進行更深入的分享，但因作者工作較忙，本文中的某些關鍵技術點未來的及作進一步展開。

所以，本文可以作為IM聊天消息（主要是群聊）中已讀未讀功能的基本實現思路方面的參考，但不建議盲目迷信文中的結論或方案，避免被一些不夠具體的技術指標而誤導。

3、相關文章

如果你還想了解更多有關IM群聊中已讀未讀功能的實現邏輯，可以進一步閱讀干貨文章《IM群聊消息的已讀回執功能該怎么實現？》（強烈推薦）。

如果你對IM中的已讀未讀功能有產品方面的痛點困惑，可以參考一下微信對已讀未讀功能的設計定位，詳見《IM熱門功能思考：為什么微信里沒有消息“已讀”功能？》。

更多IM群聊技術方面的文章詳見文本附錄部分。

4、已讀未讀狀態交互流程

發送者發送的IM聊天消息，在接收者閱讀消息后，是否要求閱讀者通知已讀，可能是由系統配置、組織配置、群組配置等決定，也可能由發送者根據業務需求決定。以下的討論，均假設消息需要已讀未讀狀態。

客戶端與服務端之間，關于閱讀狀態的命令只需3個，每個命令含請求和應答。

4.1 通知消息已讀（私聊、群聊通用）

當小寶閱讀了一條或若干條消息，需向服務端發送消息已讀通知：“眾愛卿發的x+y+z消息，朕已閱”。

服務端收到小寶的已讀通知時，需完成以下事項：

• 1）存儲消息的已讀狀態；
• 2）返回應答給小寶；
• 3）向已讀列表的消息的原始發送者通知消息已讀。

對于第“3）”步：

• 1）私聊的場合，比較好理解，就是發送給私聊的對方；
• 2）群聊的場合，可很不一樣：因為小寶發送的已讀消息列表，可能是由眾愛卿發送的。考慮這種假設：張三、李四、王五發出的群聊消息，被小寶一下都閱讀了，那么小寶發出的已讀通知包含的消息列表，需要被IMS分解成3個已讀通知（3個不同的消息列表），分別通知給張三、李四、王五，通知內容是“愛卿（不含'"眾"）發的這些消息，朕已閱”。

下面是大致的邏輯流程圖： 

4.2 查詢消息的未讀人數（私聊、群聊通用）

消息的發送者，加載消息列表到聊天窗口時，可能需要展示消息是否被已讀。

對群聊而言，顯示的信息可能是n人未讀的提示，那么需要向服務端查詢消息的未讀人數，由于客戶端可能在UI顯示自己發出的多條消息，需支持一次請求查詢多條消息。

以未讀人數的方式來表示消息的閱讀狀態，統一了私聊、群聊的查詢，使得客戶端-服務端間的接口更簡單，同時使客戶端的實現邏輯更統一。

就像下面這樣：

• 1）對于私聊：如果未讀人數n>0，表示消息未讀；
• 2）對于群聊：直接顯示n人未讀即可，當然，當n等于0時表示全部已讀。

4.3 查詢群消息的已讀、未讀人員清單（群聊）

當客戶端希望顯示某一條群聊消息的已讀、未讀人員列表，需向服務端發起查詢。

大致的邏輯流程圖如下：

5、幾種具體的已讀未讀狀態存儲思路探討

5.1 基本約定

群聊的閱讀狀態比私聊復雜，因此這里著重討論群聊的閱讀狀態。

假設群成員數是n，各個客戶端立即IM服務端發送已讀通知。服務端需存儲每個人的閱讀狀態，包括那些未讀的成員。由于群的成員清單可能變化，比如今天增加了一個成員，則昨天發的消息、與今天發的消息，其接收者列表不一樣。

即：

• 1）同一個群的不同消息，對應的接收者列表可能不一樣。
• 2）換言之，每一條消息都需要記錄完整的接收者列表和已讀人員列表。

為了方便討論，本章假設群成員有640人為前提。

5.2 存儲思路1

每一條消息都維護：

• 1）接收人員列表receiver_list；
• 2）已讀人員列表read_list。

具體是：

• 1）IM Server收到一條消息時，用全體群成員構建receiver_list；
• 2）IM Server收到群成員對這條消息的已讀通知時，將此成員加入到read_list。

客戶端獲取此消息的數據：

• 1）當需要獲取未讀人數時，用receiver_list的個數減去read_list的個數；
• 2）當需要獲取已讀、未讀人員列表時，需用receiver_list減去read_list得到未讀人員列表。

那么，思路1每條消息的存儲空間是：

640個ID + 不定數量的已讀人員ID

5.3 存儲思路2

每一條消息維護：

• 1）未讀人員列表unread_list；
• 2）已讀人員列表read_list。

具體是：

• 1）IM Server收到一條消息時，用全體群成員構建unread_list；
• 2）IM Server收到群成員對這條消息的已讀通知時，將此成員從unread_list移出，同時加入到read_list。

客戶端獲取此消息的數據：

• 1）當需要獲取未讀人數時，直接計算unread_list的個數；
• 2）當需要獲取已讀、未讀人員列表時，直接返回unread_list和read_list。

那么，思路2每條消息的存儲空間是：

未讀人員ID + 已讀人員ID，合計640個ID

思路2的實現，占用的空間是案1的0.5倍~1.0倍。即案2占用的空間少，但在每次收到客戶端的已讀通知時，比案1多了一個操作：從unread_list進行減員。

5.4 存儲思路3（我的實現）

5.4.1）探討5.2節、5.3節的不足：

5.2節、5.3節這兩種思路，都能滿足功能需求，但存在巨大的存儲浪費。

該群有640人，如果群內聊天每天有1024條消息，人員ID以4字節存儲計算，那么為該群每天的消息閱讀狀態需要消耗的空間是：

5.2節思路1：1024 * (640 * 4 + 已讀人數 * 4)，范圍是 2.5MB ~ 5MB；

5.3節思路2：1024 * 640 * 4，等于2.5MB。

這僅僅是一個群在一天之內產生的閱讀狀態數據，如果是在云平臺運行，單此功能消耗的空間，呵呵~~

題外話：如果成員不是用4字節整型存儲，而改用字符串，比如"1123356777"，那就更可觀了。

5.4.2）如何減少存儲空間：

考慮群成員并非時時刻刻都在變化，多數情況下，群成員的列表是相對穩定的，今天的和上周（甚至更久以前）的列表甚至可能是一樣的，那么有可能幾百條消息，甚至幾萬條消息對應的群成員列表是相同的。

因此，引出本文的重點思想：

考慮讓不同的消息共用群成員列表，即把消息的閱讀狀態與群成員列表分開存儲，并記錄它們之間的關聯。

假定平均每1024條消息共用一個群成員列表，發了1024條消息后，群成員變化了，此后需要用新的群成員列表。

那么這一千條消息的閱讀狀態所占用的空間是：

群成員列表空間 + 1024條消息的閱讀狀態：640 * 4 + 1024 * 每條消息的閱讀狀態所占空間

在具備群成員列表的前提下，如何減少每條消息的閱讀狀態所占空間？

很自然會想到用bit來表示已讀人員，因為一個32位整型可表示32個人的已讀狀態。bit的順序只需與群成員列表的順序一致即可。

當一條消息沒有人已讀時，閱讀狀態占用0字節；當群內每個人都閱讀時，占用的空間最大，即640 / 32 = 20字節。

因此優化之后，這一千條消息的閱讀狀態所占用的空間，范圍是2.5KB ~ (2.5KB + 1024 * 20B)，即2.5KB ~ 22.5KB，此數值與5.2節思路1、5.3節思路2對比，有了極大幅度地下降。

如下圖所示：

該表格的前提條件：

• 1）一個群有640人；
• 2）該群連續1024條消息對應的群成員列表是穩定的。

退一步考慮，哪怕這1024條消息對應的群成員列表不穩定，中間變化了10次，那么也僅會多出2.5KB * 10即25KB的存儲空間，與案1、案2相比仍然有極大優勢。

6、如何提高已讀未讀狀態的處理速度

小寶往公司群發了一條消息我來給大家介紹一下新來的女同事，大家立即、馬上、瞬間、閃電般地查看消息，感覺遲1秒就會失去秒殺女神的機會一樣，意味著一瞬間會有N多條已讀通知發送到IMS。

對這些消息的處理流程是一樣的：

• 1）可合并這些操作以批量形式進行存儲、轉發；
• 2）由于存儲消息的閱讀狀態是一個設置bit的過程，所以不存在互斥的問題，即使在分布式環境也可以放心操作；
• 3）消息對應的成員列表信息可臨時緩存在內存對象內，以減少查詢IO，提高效率。

附錄：更多IM群聊技術文章

《快速裂變：見證微信強大后臺架構從0到1的演進歷程（一）》

《如何保證IM實時消息的“時序性”與“一致性”？》

《IM單聊和群聊中的在線狀態同步應該用“推”還是“拉”？》

《IM群聊消息如此復雜，如何保證不丟不重？》

《微信后臺團隊：微信后臺異步消息隊列的優化升級實踐分享》

《移動端IM中大規模群消息的推送如何保證效率、實時性？》

《現代IM系統中聊天消息的同步和存儲方案探討》

《關于IM即時通訊群聊消息的亂序問題討論》

《IM群聊消息的已讀回執功能該怎么實現？》

《IM群聊消息究竟是存1份(即擴散讀)還是存多份(即擴散寫)？》

《一套高可用、易伸縮、高并發的IM群聊、單聊架構方案設計實踐》

《[技術腦洞] 如果把14億中國人拉到一個微信群里技術上能實現嗎？》

《IM群聊機制，除了循環去發消息還有什么方式？如何優化？》

《網易云信技術分享：IM中的萬人群聊技術方案實踐總結》

《阿里釘釘技術分享：企業級IM王者——釘釘在后端架構上的過人之處》

《IM群聊消息的已讀未讀功能在存儲空間方面的實現思路探討》

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