本文在編寫時參考了博客作者“鹿呦呦”和在線課程“即時消息技術剖析與實戰”的相關資料，一并表示感謝。
1、引言
隨著移動互聯網絡的發展，IM技術的應用已經不僅限于聊天應用本身，它早已融入各種應用形態中，比如：直播中的主播互動、聯網游戲中的玩家互動、外賣/打車應用中的實時位置共享、在線教育應用中的互動白板等。
在這些風格迥異的應用場景下，IM技術所呈現出來的功能形態雖有不同，但“實時性”這個技術特征并無區別。
那么，對于技術門外漢來說，到底什么是IM的“實時性”？該如何理解它？這就是本文想要討論的主題。
區別于強大的原生應用，Web端的IM系統，在很長一段時間內想實現真正的“實時性”，是非常困難的，因為無法直接使用UDP、TCP通信協議，在HTML5中的WebSocket出現之前，Web端幾乎沒有真正意義上的“雙向實時通信”這種技術存在。
正因為如此，理解Web端即時通信技術的演進，也就自然而然能循序漸進地體會到IM系統中的“實時性”了。所以本文將圍繞Web端即時通訊技術，為你展開IM“實時性”這個話題。
友情提示：本系列文章側重于理論概念的講述，篇幅有限，點到即止，如需系統、深入、具體地學習IM技術的方方面面，請從此文入手：《新手入門一篇就夠：從零開發移動端IM》（史詩級文章，適合從入門到放棄）。
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》
- 開源IM框架源碼：https://github.com/JackJiang2011/MobileIMSDK
（本文同步發布于：http://www.52im.net/thread-3143-1-1.html）
2、系列文章目錄
《IM開發快速入門(一)：什么是IM系統？》
《IM開發快速入門(二)：什么是IM系統的實時性？》（* 本文）
《IM開發快速入門(三)：什么是IM系統的可靠性？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(四)：什么是IM系統的一致性？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(五)：什么是IM系統的安全性？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(六)：什么是IM系統的的心跳機制？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(七)：如何理解并實現IM系統消息未讀數？ (稍后發布)》
《IM開發快速入門(八)：如何理解并實現IM系統的多端消息漫游？ (稍后發布)》
3、短輪詢技術
在早期的Web時代，技術的創造者們無法預見如今各種選進的技術應用形式，他們認為數據只是用來“看”的，也數據的獲取基本就是“請求 -> 響應”這種一問一答形式。包括我們平時瀏覽的各種門戶網站都是采用的“請求響應”模式。
這種依賴于用戶“主動”請求的數據獲取模式，如果想實現IM系統，是無法即時獲得最新的聊天消息的，因為用戶并不知道新消息什么時候到來，而服務端也沒有辦法主動通知用戶。
在這個時期，雖然技術和思路都受當時技術水平的限制，但IM總不能不做吧。
于是，一種被稱為“短輪詢”的數據獲取模式出現了。在“短輪詢”模式下，IM客戶端定時輪詢服務端，以便讓用戶知道是否有新的聊天消息存在。
這種模式下，服務端收到請求后，即刻查詢是否存在新消息，有就返回給客戶端，沒有則返回空并立即關閉連接。
相較于前面用戶需要“手動”去刷新頁面的方式，這種模式只是將用戶的“手動”變為“自動”而已，技術本質并沒有發生任何實質性改變。
短輪詢這種模式，就好比舊時代一個等待重要郵件的人，他需要每天自已跑到郵局，主動去問是否有自己的信件，有就拿回家，如果沒有，則第二天繼續去問。一來一去，非常低效。
技術原理總結如下圖所示：
短輪詢這種模式有好處，也有壞處。
好處是：
- 1）技術簡單，容易實現；
- 2）可維護性強，因為它沒什么復雜的。
壞處是：
- 1）因為無法預知數據是否存在，所以多數請求是無用的，浪費計算資源；
- 2）為了提升實時性，高頻率的請求會加大服務端的性能負載。
總結一下就是，短輪詢這種模式對于IM技術大拿來說，顯的非常low，因為技術實現實在是簡單粗暴。
4、長輪詢技術
正如你所見，用短輪詢技術來保證IM的實時性，確實難說優雅。不過，這難不倒無所不能的程序員，一種被稱為“長輪詢”的數據獲取模式出現了。
從技術上來說，長輪詢實現的IM相較于短輪詢最大的改進在于：短輪詢情況下，服務端不管有沒有新消息，請求結束就會立即斷開連接。而長輪詢時，如果本次請求沒有新消息發生，糨不會馬上斷開連接并返回，而是會將本次連接“掛起”一段時間，如果在這段“掛起”時間內有新的聊天消息出現，就能馬上讀取并立即返回給客戶端，接著結束本次連接。一段時間后又會再次發起請求，如此周而復始。
長輪詢這種模式，拿上節等待郵件的這個例子來說，就好比收信的人每天到郵局去問是否有信件，如果沒有，他不馬上回家，而是在郵局待上一段時間，如果這段時間過去了，還是沒有，就先回家，接著第二天再來。
技術原理總結如下圖所示：
長輪詢的優點是：
- 1）相較于短連詢，一定程度降低了服務端請求負載；
- 2）相較于短連詢，實時性有提升，因為它是主動“等”消息。
長輪詢的缺點是：
- 1）長論詢模式下，連接“掛起”的這段時間內，服務端需要配合開啟單獨的消息查詢線程，仍然存在無用功；
- 2）相較于短連詢模式，在一次長輪詢結束、下次輪詢發起前的窗口期內，仍然存在“實時性”盲區。
實際上，在Web端即時通訊技術里，長輪詢有個專業的術語叫“Comet”，有興趣可以詳細學習《Comet技術詳解：基于HTTP長連接的Web端實時通信技術》。
5、輪詢無法實現真正的“實時性”
對于Web端即時通訊技術來說，上面提到的無論是短輪詢，還是長輪詢，它們都存在“實時性”盲區。
我們回到上兩節介紹的短輪詢和長輪詢技術原理圖。
先看看短輪詢這張圖：
很明顯，短輪詢在每次輪詢結束和下次輪詢開始的間隔期內，是無法感知到新消息的，這也便形成了“實時性盲區”。換句話說，短輪詢技術在“實時性盲區”內，無法做到“實時”。
再來看看長輪詢：
跟短輪詢道理一樣，長輪詢在每次輪詢結束和下次輪詢開始的間隔期，依然會形成“實時性盲區”。
要理解糾結輪詢技術的實時性缺陷，就得了解它們背后的技術——HTTP協議了。
HTTP協議設計的目的，就是為了實現“請求--響應”這種模式的數據交互，也就是眾所周之的“短連接”設計。而無論是短輪詢還是長輪詢，都跳不出HTTP的先天技術邏輯（請求--響應--斷開）。
所以，歸根到底，想要基于HTTP協議來實現IM，要達到真正的“實時性”，是相當勉強的。因為HTTP設計的目的，就是用“短連接”來簡化傳統TCP長連接通信帶來的復雜性，而IM的實時性恰好要用到的又是TCP的長連接特性，所以這就是個悖論。
要真正實現Web端的IM“實時性”，肯定不能強行HTTP上做文章了，我們需要新的技術。
6、WebSocket讓Web端IM真正的“實時性”變成可能
好消息是，HTML5中帶來了WebSocket技術。WebSocket是真正的全雙式雙向通信技術（詳見：《WebSocket從入門到精通，半小時就夠！》）。
下圖上舊式輪詢技術跟WebSocket的對比圖：
從上圖可以看出：
- 1）輪詢技術一問一答，在下一個請求發起之前，存在“實時性”盲區；
- 2）WebSocket一旦建立連接后，數據可以隨時雙向通信（即客戶端可以隨時向服務端發消息，服務端也可以隨時通知客戶端有新消息）。
舉個例子就是：輪詢技術相當于傳統的郵件傳遞方法（你得自已去郵局問有沒有新郵件），而WebSocket相當于現代的電話系統，只要你撥通后，隨時可以實時收聽到對方的聲音，對方也能隨時收聽到你的聲音。完美！
總結一下WebSocket 的優點是：
- 1）真正的實時性：支持客戶端與服務端真正的雙向實時通信；
- 2）大幅降低負載：少了輪詢技術中高頻率無用的請求，可大大降低服務端QPS壓力；
- 3）網絡開銷降低：一次連接，隨時使用，再也不用輪詢技術中每次發起HTTP請求（隨之而來的是每次HTTP的大量冗余協議頭信息等）。
7、本文小結
本文以Web端即時通訊技術的演進為例，從短輪詢到長輪詢，再到WebSocket，理論聯系實際地講解了Web端IM“實時性”的技術變遷，從而幫助讀者理解IM中“實時性”這個最為關鍵的技術特征。
附錄：更多Web端即時通訊資料
《新手入門貼：史上最全Web端即時通訊技術原理詳解》
《Web端即時通訊技術盤點：短輪詢、Comet、Websocket、SSE》
《SSE技術詳解：一種全新的HTML5服務器推送事件技術》
《Comet技術詳解：基于HTTP長連接的Web端實時通信技術》
《新手快速入門：WebSocket簡明教程》
《WebSocket詳解（一）：初步認識WebSocket技術》
《WebSocket詳解（二）：技術原理、代碼演示和應用案例》
《WebSocket詳解（三）：深入WebSocket通信協議細節》
《WebSocket詳解（四）：刨根問底HTTP與WebSocket的關系(上篇)》
《WebSocket詳解（五）：刨根問底HTTP與WebSocket的關系(下篇)》
《WebSocket詳解（六）：刨根問底WebSocket與Socket的關系》
《socket.io實現消息推送的一點實踐及思路》
《LinkedIn的Web端即時通訊實踐：實現單機幾十萬條長連接》
《Web端即時通訊技術的發展與WebSocket、Socket.io的技術實踐》
《Web端即時通訊安全：跨站點WebSocket劫持漏洞詳解(含示例代碼)》
《開源框架Pomelo實踐：搭建Web端高性能分布式IM聊天服務器》
《使用WebSocket和SSE技術實現Web端消息推送》
《詳解Web端通信方式的演進：從Ajax、JSONP 到 SSE、Websocket》
《MobileIMSDK-Web的網絡層框架為何使用的是Socket.io而不是Netty？》
《理論聯系實際：從零理解WebSocket的通信原理、協議格式、安全性》
《微信小程序中如何使用WebSocket實現長連接(含完整源碼)》
《八問WebSocket協議：為你快速解答WebSocket熱門疑問》
《快速了解Electron：新一代基于Web的跨平臺桌面技術》
《一文讀懂前端技術演進：盤點Web前端20年的技術變遷史》
《Web端即時通訊基礎知識補課：一文搞懂跨域的所有問題！》
《Web端即時通訊實踐干貨：如何讓你的WebSocket斷網重連更快速？》
《WebSocket從入門到精通，半小時就夠！》
>> 更多同類文章 ……
本文已同步發布于“即時通訊技術圈”公眾號：
▲ 本文在公眾號上的鏈接是：點此進入，原文鏈接是：http://www.52im.net/thread-3143-1-1.html