微信技术原理综述

微信技术原理及应用前景

微信是腾讯公司于2011年1月21日推出的一个为智能终端提供即时通讯服务的免费应用程序，微信支持跨通信运营商、跨操作系统平台通过网络快速发送免费（需消耗少量网络流量）语音短信、视频、图片和文字，同时，也可以使用通过共享流媒体内容的资料和基于位置的社交插件“摇一摇”、“漂流瓶”、“朋友圈”、”公众平台“、”语音记事本“等服务插件。

微信提供公众平台、朋友圈、消息推送等功能，用户可以通过“摇一摇”、“搜索号码”、“附近的人”、扫二维码方式添加好友和关注公众平台，同时微信将内容分享给好友以及将用户看到的精彩内容分享到微信朋友圈。截至2013年11月注册用户量已经突破6亿，是亚洲地区最大用户群体的移动即时通讯软件。

微信技术是一种基于即时通信技术原理的一种，即时通信是一种基于网络的通信技术, 涉及到IP/TCP/UDP/Sockets、P2P、C/S、多媒体音视频编解码/传送、Web Service等多种技术手段。无论即时通信系统的功能如何复杂，它们大都基于相同的技术原理，主要包括客户/服务器(C/S)通信模式和对等通信(P2P)模式。

而在微信技术原理中，主要是运用对等通信模式，而且其是非对称中心结构。每一个客户(Peer)都是平等的参与者，承担服务使用者和服务提供者两个角色。客户之间进行直接通信，同时由于没有中央节点的集中控制，系统的伸缩性较强，也能避免单点故障，提高系统的容错性能。但由于P2P网络的分散性、自治性、动态性等特点，造成了某些情况下客户的访问结果是不可预见的。例如，一个请求可能得不到任何应答消息的反馈。当前使用的IM系统大都组合使用了C/S和P2P模式。在登录IM进行身份认证阶段是工作在C/S方式,随后如果客户端之间可以直接通信则使用P2P方式工作，否则以C/S方式通过IM服务器通信，如下图所示：

使用微信可以通过网络快速发送语音短信、视频等。其原理与腾讯QQ类似。当登陆微信时，不管是TCP还是UDP协议，微信都会有一个TCP来保持其在

线。当发送消息时，采用 UDP 协议，通过服务器中转方式。且为了传输的可靠性，腾讯公司采用了上层来保证。当用户发送消息时，服务器收到该包，需要使用UDP协议发回一个应答包。如此来保证消息可以无遗漏传输。

微信的同步协议叫做SYNC，参考了微软的 ActiveSync

SYNchronous Communication：同步通信没有数据发送时，传输线处于MARK 状态。为了表示数据传输的开始，发送方先发送一个或两个特殊字符，该字符称为同步字符。当发送方和接收方达到同步后，就可以一个字符接一个字符地发送一大块数据，而不再需要用起始位和停止位了，这样可以明显地提高数据的传输速率。采用同步方式传送数据时，在发送过程中，收发双方还必须用一个时钟进行协调，用于确定串行传输中每一位的位置。接收数据时，接收方可利用同步字符将内部时钟与发送方保持同步，然后将同步字符后面的数据逐位移入，并转换成并行格式，供CPU读取，直至收到结束符为止。用一个Key来实现状态同步。这样一种协议在后台实现上比业界通用方案要复杂许多，但是能把客户端的实现大大简化，同时在很大程度上能够满足iPhone，安卓，塞班等多个操作系统的不同需求。

微信秉承“重后台轻客户端”的思路，因为客户端安装在用户手机上，变更成本很高；而后台则可以实现迅速的变更，在不发新版本的情况下实现新功能。以下是一个例子：微信的最初版本是不支持群聊的，第二个版本支持了群聊，但第一版客户端仍然可以在后台的变更处理之下参与群聊，只是不能够发起群聊而已。

其服务器端目前获知的几部分分别是三网专用网关服务器、登陆服务器组、负载均衡服务器组，主动推送服务器组、后台数据转换服务器组、存储阵列等几部分。由于目前没有任何能够直接从客户端保存至服务器端的功能，推测其服务方并没有用于数据记录的数据库服务器，而是在登陆服务器组中集成了用户数据库，用来记录用户授权。根据其数据吞吐量推算，服务器总规模应分布在三网不同的机房，总数6640台左右。