即时通讯系统的离线消息推送失败原因排查

即时通讯系统的离线消息推送失败原因排查

你有没有遇到过这种情况:给朋友发了一条消息,结果对方隔了很久才收到,或者干脆就没收到?有时候你明明看到"已发送"的提示,对方却说啥也没见着。这种情况在即时通讯系统里其实挺常见的,特别是涉及到离线消息推送的时候。今天咱们就聊聊,这背后到底是谁在"使绊子"。

作为一个在即时通讯领域摸爬滚打多年的开发者,我见过太多因为离线消息推送失败导致用户体验崩塌的案例。有的是技术债堆出来的历史难题,有的是某个环节突然"掉链子"导致的突发状况。排查这类问题,有时候像侦探破案一样有趣,有时候又让人头秃到想撞墙。但不管怎样,这事儿真的值得认真对待——毕竟对于任何一款社交产品来说,消息能不能及时送到,直接关系到用户的留存和口碑。

拿声网来说吧,他们作为全球领先的实时互动云服务商,在即时通讯这块积累了大量实战经验。他们家的实时消息服务每天要处理海量的消息推送,其中离线消息推送的稳定性是核心指标之一。毕竟用户基数大了,什么奇怪的问题都可能遇到。下面我就结合实际经验,把离线消息推送失败的常见原因一个一个掰开来讲,争取让你看完之后,不仅能自己排查问题,还能跟同事吹吹水。

先搞清楚:离线消息推送到底是怎么一回事?

在正式排查之前,咱们得先弄明白离线消息推送的整个流程是咋跑的,不然排查的时候连方向都找不着。

简单来说,当你给一个不在线的朋友发消息时,这条消息不会就这么凭空消失,而是会经过一系列的"中转站"。首先,消息会先到达服务器,服务器会把它存起来,同时标记好接收方的身份信息。然后,当接收方重新上线的时候,服务器就会把这条"等了很久"的消息推给他。这个过程看起来不复杂,但中间涉及的环节可不少,每一个环节出问题,都可能导致推送失败。

举个子吧。假设你用一款社交App给小明发"晚上出来吃饭",结果小明当时正在地铁里信号不好,App在后台被系统干掉了。这时候你的消息会经历:你的手机→声网的服务器→存储起来→等待小明上线→小明连上网络→服务器把消息推过去。这条链路上的任何一环"掉链子",小明就收不到这条邀请了。

网络问题:最常见但也最容易忽视的元凶

网络问题绝对是离线消息推送失败的主力军,占比可能超过一半。但有意思的是,很多开发者排查问题的时候,反而容易把它放在最后才考虑——因为大家总觉得自己的服务器网络是正常的,殊不知问题可能出在用户那端,或者某些边缘节点上。

用户端网络状况不稳定

这是最常见的情况。用户可能处于弱网环境,比如电梯里、地下室、或者网络信号本身就差的偏远地区。在这种情况下,即时通讯客户端可能频繁经历网络断开和重连。而每一次重连,都需要重新和服务器建立会话、认证身份、同步状态。如果这个过程还没完成又断开了,那服务器存储的离线消息就可能没法及时推送。

有些开发者会问:那我让客户端频繁重试不行吗?说实话,这事儿得悠着点。过于频繁的重试不仅会消耗用户流量,还可能被服务器当成恶意请求给限制咯。比较合理的做法是采用指数退避策略——第一次失败后等几秒再试,第二次等几十秒,第三次等几分钟,这样既不会给服务器压力,也能保证在网络恢复后最终把消息送出去。

防火墙和运营商拦截

这个问题在国内可能不太明显,但在某些地区或者企业内网环境里,防火墙、运营商的策略可能会拦截特定端口或者协议的消息。有些公司的IT部门会限制非标准端口的通讯,这就会导致客户端和服务器之间的长连接被切断,离线消息自然就没法推送了。

还有一种情况是运营商的NAT超时问题。比如移动网络环境下,某些NAT设备的会话保持时间比较短,如果客户端在这段时间内没有数据交互,连接就会被断开。这时候虽然用户感觉网络还好好的,但其实长连接已经不存在了,离线消息只能干等着。

CDN或者边缘节点故障

对于用户基数大的产品来说,通常会使用CDN或者多地域部署的边缘节点来加速消息推送。但如果某个边缘节点出了问题,比如宕机了或者网络延迟异常高,那连接到这个节点的用户就可能收不到离线消息。这种问题有时候很难复现,因为故障节点可能过一会儿自己就好了,事后去查日志都查不出个所以然。

设备端问题:你的App可能根本收不到推送

如果说网络问题是"路不通",那设备端问题就是"门不开"。很多情况下,消息其实已经到了用户设备附近,但被各种系统限制给拦住了。

系统省电策略和后台限制

这是移动端离线消息推送最大的噩梦。从Android 6.0开始,Google引入了Doze模式,之后各个手机厂商又在系统里加了各种五花八门的省电机制。什么"省电模式"、"智能省电"、"后台应用限制"……这些功能名义上是为了省电,实际上经常把正常的消息推送给干掉了。

最典型的场景是:用户晚上睡觉前把手机放桌上,第二天起来发现App一条消息都没收到。打开App刷新一下,消息全出来了。这种情况基本上就是系统后台策略搞的鬼——系统觉得App没必要后台运行,于是在用户不知情的情况下把长连接给断了。

Android各厂商的后台限制策略都不太一样,有些还算克制,有些简直丧心病狂。比如某些国产手机,系统管家会自带一个"省电精灵",专门限制后台应用的网络访问。你要是不在白名单里放开,消息就别想收到。对开发者来说,这事儿真的挺无解的,只能尽量做好保活机制,同时引导用户去手动设置白名单。

应用被手动杀掉

用户主动把App划掉,这在系统眼里就是"我不需要这个App了"。大多数情况下,被划掉的App会被彻底停止后台运行,所有后台任务都会被取消。这其中就包括和服务器保持的长连接。连接一断,服务器那边就算有再多的离线消息,也没法推送给用户。

有些开发者会想:我让App监听系统的事件,被杀掉之后自动重启不就行了?不好意思,现在的手机系统对这种行为也是严打狠打的。一来是出于安全考虑,二来是为了省电。Android 8.0之后,后台启动受到严格限制;iOS更是一直都很严格,想在后台搞事情,门都没有。

推送证书或者Token过期

对于iOS和部分Android设备来说,App并不会直接和开发者自己的服务器保持长连接,而是通过系统级的推送服务(APNs、FCM等)来接收消息。这就涉及到推送证书和Token的管理问题。

如果APNs证书过期了、或者在开发者中心被撤销了、或者证书和App的Bundle ID不匹配……各种情况都会导致推送失败。这种问题排查起来其实不难,但容易被人忽视——毕竟证书配置好之后可能一年半载都不会动它,谁会想到是证书的问题呢?

Token过期也是常见问题。虽然Token的有效期通常比较长,但终归是有期限的。如果App没有及时刷新Token,或者刷新过程中出了岔子,服务器就会使用一个已经失效的Token去推送,结果就是消息石沉大海。

消息队列和存储问题:消息可能根本就没存下来

如果说网络和设备是"送不到",那消息队列和存储问题就是"没存住"。服务器这边出了问题,那可就不是小事情了。

消息队列积压或者丢失

在高峰期,服务器可能会面临消息洪峰的冲击。如果消息队列的容量设计得不合理,或者消费者处理速度跟不上生产者,就可能导致消息积压。积压到一定程度后,新消息可能直接被丢弃,或者老消息被覆盖。

举个具体的例子。假设某款社交App在跨年当晚流量暴增,服务器每秒钟要处理几十万条消息。结果消息队列的内存不够用了,新来的消息把老消息给挤出去了。这时候用户发的那些"新年快乐",发是发出去了,但服务器压根没存下来,等接收方上线的时候,服务器只能说:抱歉,没有你的离线消息。

存储系统故障

离线消息通常会存储在Redis、MySQL、或者其他数据库里。如果存储系统本身出了故障,比如磁盘满了、主从同步延迟了、或者干脆数据库崩了,那消息就没法持久化存储。

这里有个常见的坑:Redis的主从同步。在Redis哨兵或者集群模式下,如果主节点宕机,从节点被提升为新的主节点,这个切换过程可能会有短暂的数据丢失。如果恰好在这段时间里有离线消息写入,就可能找不到了。

另外,数据库的容量规划也很重要。如果业务增长比预期快,数据库容量很快就告警了。运维同学可能还没来得及扩容,新消息就没法写入了。这种问题虽然听起来低级,但实际发生的情况可不少。

消息去重和幂等处理

为了防止重复推送,服务器通常会对消息做去重处理。但如果去重的逻辑写得有Bug,可能导致正常消息被误判为"重复消息"而遭到丢弃。这种问题通常在特定场景下才会复现,比如网络抖动导致客户端重复发送消息,或者服务器重试机制触发后产生了重复请求。

账户和会话状态问题:服务器根本不知道该推给谁

有时候,消息明明在服务器存得好好的,但就是推不出去。这可能是因为账户或者会话状态有问题。

用户被踢出登录或者会话失效

如果用户在另一台设备上登录了同一个账号,原设备的会话就会失效。在这种情况下,原设备虽然可能还保持着和服务器的TCP连接,但这个连接已经被标记为"无效连接"。服务器收到给这个用户的离线消息时,是不会推送到无效连接上的。

有些产品在设计的时候会做一个"单点登录"或者"设备管理"功能,允许用户查看自己的账号在哪些设备上登录,并在必要时远程踢掉其他设备。这个功能的实现本身没问题,但如果踢出的通知没及时送达,或者客户端没正确处理踢出事件,就会出现一些奇怪的状态不一致问题。

用户被禁言或者封号

如果用户因为违规被禁言或者封号,服务器通常会停止向这个用户推送消息。但这个逻辑如果实现得不严谨,可能会导致误伤——比如用户只是临时被限制发消息,但收消息的权限也被一并收回了。

还有一种情况是,用户的会员到期了,某些功能权限被收回。如果离线消息推送也依赖这个权限判断,就会出现"消息存着但推不出去"的尴尬情况。

协议兼容性问题:两边说的不是一种"语言"

即时通讯系统通常会定义自己的通讯协议,比如用WebSocket维持长连接,用自定义的二进制协议或者JSON来编码消息。如果客户端和服务器对协议的理解不一致,就会出现各种奇怪的问题。

协议版本不匹配

当服务器升级了协议版本,但客户端没有及时更新时,就可能出现协议不匹配的情况。新版本的服务器可能会使用一些旧版本客户端不认识的字段,或者对某些字段的语义做了改变。这会导致消息解析失败,客户端收到之后不知道该怎么处理,最后只能丢弃。

最理想的做法是协议版本兼容——新版本的服务器要能够处理旧版本客户端的请求,并且用旧版本客户端能理解的格式返回消息。但这会增加开发和测试的复杂度,有些小团队可能会忽略这一点,导致升级之后出现各种兼容性问题。

数据格式编码问题

消息体的编码方式如果不统一,也会导致解析失败。比如服务器用UTF-8编码,但客户端用GBK去解析,中文就会变成乱码;服务器用JSON格式,但客户端按XML去解析,直接就解析失败了。

还有一种情况是特殊字符的处理。比如消息内容里包含了控制字符、Emoji表情、或者其他非标准字符,如果编码处理不当,可能会导致整个消息体解析失败,进而触发消息丢弃。

排查思路汇总:遇到问题该从哪儿下手?

说了这么多问题,那实际排查的时候该怎么入手呢?我建议按下面的顺序来,从简单到复杂,从客户端到服务端。

首先确认消息是否成功发送到服务器。这一步可以通过查看客户端的发送日志来实现。如果客户端显示消息发送失败,那问题就在发送端;如果显示发送成功但对方没收到,就继续往下查。

然后确认服务器是否正确接收并存储了消息。这需要去查服务端的日志,看看对应消息ID的消息是否成功入库。如果服务端没收到消息,可能是网络传输环节出了问题;如果服务端收到了但没存储,可能是存储系统出了问题。

接下来检查目标用户的上线事件是否被正确触发。用户上线的时候,应该会向服务器发送上线通知,服务器才会把离线消息推给他。如果用户实际上线了但服务器没感知到,可能是客户端的上线通知没发出去,或者服务器的上线事件处理逻辑有问题。

最后检查推送环节是否正常。如果服务器已经准备好要推送了,但最终没推送成功,就看是推送服务本身的问题,还是推送地址/Token的问题。

排查阶段关键检查点常见问题
发送阶段客户端发送日志、网络状态网络超时、发送限流、消息体过大
存储阶段服务端入库日志、存储系统状态消息队列积压、数据库容量不足
上线阶段客户端上线通知、服务端事件处理长连接未建立、上线事件丢失
推送阶段推送服务日志、Token/证书状态Token过期、证书失效、推送限流

写在最后

离线消息推送这个问题,说大不大,说小不小。用户可能偶尔遇到一两次觉得没什么大不了,但如果频率高了,绝对会影响产品口碑。特别是对于社交、通讯、客服这类强依赖消息触达的产品来说,推送成功率是生命线一般的存在。

声网作为行业内少有的纳斯达克上市公司,在音视频通讯和实时消息这块确实积累了很多经验。他们家的实时消息服务,底层架构经过多年的打磨,在高并发、高可用的场景下表现还是比较稳的。当然,再好的基础设施也不是银弹,业务层面的逻辑优化和问题排查,还是得靠开发者自己上心。

如果你正在开发或者维护即时通讯产品,遇到离线消息推送的问题,不妨按照上面说的思路一步步排查。很多问题看起来很复杂,其实排查起来并没有想象中那么困难。最重要的是,要把各个环节的日志和监控做好,这样出了问题才能快速定位。

有时候技术的魅力就在于此——看着一堆乱七八糟的问题,最后被一步步理清楚、解决掉,那种成就感是没法替代的。希望这篇文章能给正在头痛的你一点点启发,那就够了。

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