使用云开发快速搭建百万在线的实时聊天系统

8 月 27 日至 30 日是一年一度的《英雄联盟》周年盛典，由于多方面因素，盛会不支持线下观赛。为此，英雄联盟联合云开发为各位玩家打造了一套大量玩家同时在线的聊天系统——内场观赛区，可供大量玩家同时在线交流。这么一套大量在线的聊天系统，以往需要一定人力、至少一个月以上的时间来打造，而借助云开发，只需 1 位开发工程师仅用 2-3 周就完成了开发到上线的全流程！那么，该聊天系统具体是如何设计和落地的呢？

百万级聊天系统带来的三大挑战

首先，需要介绍本次活动的主要场景需求：

1、高并发的在线聊天室

每个虚拟聊天室房间可容纳 5 人观看比赛，并支持实时互动，包括聊天、发送表情、动作等交互方式，此外聊天室还设有战队应援等模块。

2、房间匹配

玩家每次进入网页时，系统都会查询当前房间的匹配情况。

3、高并发的实时抽奖活动

观看直播的各位玩家可在比赛的某个时间节点，点击页面中的“宝箱”参与实时抽奖。

上述三个场景面临的压力各不相同：

首先，聊天室的场景中，因为涉及聊天信息的存储和分发，除了对消息推送的实时性考验外，最大的考验是对数据存储层的压力。对于百万量级的直播场景，比赛的关键时刻往往也是玩家最活跃、进行“刷屏”互动的时候，理论顶峰 100W 的 QPS，对后端的存储压力无疑是巨大的。

接着，房间匹配场景。正如上文所介绍，进入页面后第一个逻辑就是查询当前用户的历史房间 id，这个貌似没有很大压力，但是考虑到极端情况下，如果直播出现卡顿，大量用户同时刷新页面，将对系统稳定性带来巨大的考验。

最后，实时抽奖环节如何保障大量用户在几乎同一时间完成“点击-开奖”的抽奖交互，同样是一项不小的挑战。

面对挑战，云开发如何破局

那么应对这聊天系统中的三大挑战，云开发如何一一攻克？

首先，应对聊天室场景的数据压力：一个字——「拆」！即将聊天信息的数据流，打散至 50 个环境中，并将系统分为主环境和聊天室环境，主环境用于承载房间匹配、用户房间查询、房间数据库环境映射关系查询等通用逻辑后台；而聊天室环境则负责虚拟房间内玩家的实时交互，包括文字消息、表情、动作等等。

聊天室数据拆分整体流程

解决完数据压力问题，聊天逻辑的实现就比较清晰了：同一个房间的人，根据 roomid 监听房间的聊天记录，当有人发送消息、写入聊天信息后，云开发的实时推送能力会自动推送消息给所有监听者，聊天室内的玩家就能看到聊天消息了。而表情和动作交互，底层也是将其转换成 json 对象来进行展现。

聊天记录的数据结构示例

接着，应对大量用户同时刷新页面的高并发风险的方法：一个关键词——「限频」。具体来说，虽然云开发自带的云函数有抗高并发的能力，但是因为查询历史房间 id 需要操作数据库，为了保障数据库层不被击垮，采用云函数的限频能力，就可以很好的解决这一问题。前端只要 try catch 一下，再通过优化 UI 交互，就可以完美应对极端情况的风险，还能很好的节约成本。

最后，针对大量用户在同一时间开启抽奖的实时性压力：还是一个关键词——「原生」。利用云开发原生提供的实时数据推送能力能够完美支撑此场景，开发者只需写一行代码 watch 一下后端的数据变化即可，而无需进行其他操作（点击详细了解实时数据推送）。

总结

《英雄联盟》9 周年盛典活动，云开发利用实时数据推送、弹性扩缩容等能力打造了多人在线级的实时聊天系统，攻克了数据存储压力大、高并发风险和实时性要求高等三大挑战，抗住较大流量洪峰，支持活动快速上线，缩减时间与人力成本。

产品介绍

云开发（Tencent CloudBase，TCB）是腾讯云提供的云原生一体化开发环境和工具平台，为开发者提供高可用、自动弹性扩缩的后端云服务，包含计算、存储、托管等 serverless 化能力，可用于云端一体化开发多种端应用（小程序，公众号，Web 应用，Flutter 客户端等），帮助开发者统一构建和管理后端服务和云资源，避免了应用开发过程中繁琐的服务器搭建及运维，开发者可以专注于业务逻辑的实现，开发门槛更低，效率更高。
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