Jack Jiang

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1、引言

在即时通讯网经常能看到各种高大上的高并发、分布式、高性能架构设计方面的文章,平时大家参加的众多开发者大会,主题也都是各种高大上的话题——什么5G啦、AI人工智能啦、什么阿里双11分分钟多少万QPS高并发等等。

但实际上,对于普通的开发者(包括IM开发人员)来说,多数公司、多数团队也都是干着默默无闻、平淡无奇的产品开发,并没有那么多高并发、高大上的事情可以做。

就拿一个IM系统来说,无论你的架构设计考虑了多少分布式、高吞吐、高可用,所有这些事情只要落地,那编码的第一件事情就是要实现几乎所有信息系统都要面对的任务——如何设计账号登录功能?

本文将分享几种典型的移动端账号登陆方式的技术原理,以及设计思路,理解后,完全可以快速实施于你的各种应用系统(并不限于IM系统)中。本文阅读对像主要为刚入门的开发人员,请程序老司机们嘴下留情哦。

 

通过本篇文章, 你可以学到:

1)主流账号登陋技术方案细节;

2)相应的表设计;

3)相应的流程设计。

通过本篇文章, 你无法学到:

与其他原理性的文章一样,本篇不涉及具体代码实现细节(对于程序员来说,只要思路搞通,代码咋写都不会太烂,大家应该都有体会)。

学习交流:

- 即时通讯/推送技术开发交流5群:215477170[推荐]

- 移动端IM开发入门文章:《新手入门一篇就够:从零开发移动端IM

(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-2863-1-1.html

2、IM开发干货系列文章

本文是系列文章中的第20篇,总目录如下:

IM消息送达保证机制实现(一):保证在线实时消息的可靠投递

IM消息送达保证机制实现(二):保证离线消息的可靠投递

如何保证IM实时消息的“时序性”与“一致性”?

IM单聊和群聊中的在线状态同步应该用“推”还是“拉”?

IM群聊消息如此复杂,如何保证不丢不重?

一种Android端IM智能心跳算法的设计与实现探讨(含样例代码)

移动端IM登录时拉取数据如何作到省流量?

通俗易懂:基于集群的移动端IM接入层负载均衡方案分享

浅谈移动端IM的多点登陆和消息漫游原理

IM开发基础知识补课(一):正确理解前置HTTP SSO单点登陆接口的原理

IM开发基础知识补课(二):如何设计大量图片文件的服务端存储架构?

IM开发基础知识补课(三):快速理解服务端数据库读写分离原理及实践建议

IM开发基础知识补课(四):正确理解HTTP短连接中的Cookie、Session和Token

IM群聊消息的已读回执功能该怎么实现?

IM群聊消息究竟是存1份(即扩散读)还是存多份(即扩散写)?

IM开发基础知识补课(五):通俗易懂,正确理解并用好MQ消息队列

一个低成本确保IM消息时序的方法探讨

IM开发基础知识补课(六):数据库用NoSQL还是SQL?读这篇就够了!

IM里“附近的人”功能实现原理是什么?如何高效率地实现它?

IM开发基础知识补课(七):主流移动端账号登录方式的原理及设计思路》(本文)

3、最经典的用户名密码注册登陆方式

一个典型的用户名密码注册登陆功能类似于下面这样:

 

这种账号登陆方式很经典也很常用,先注册、再进行登录,尤其在老一点的CMS系统、网站系统、聊天应用中都能找到这个影子。

它的技术原理流程图如下:

 
 

如上图所示,详细的流程说明如下:

  • 1)前端将用户名、密码发送到服务器,服务器进行常规的判断,判断用户名、密码长度是否满足,用户名是否重复等条件,条件不通过直接返回对应错误码给到前端,这里密码字段,为了防止传输过程中被截胡,建议加密再上传,我们的传输密码默认都是会进行一个md5加密,然后记录到数据库再进行一层加密,就算是脱库也没事,密码不要明文存储。
  • 2)校验通过后,就将用户名密码写入数据库,并进行后面积分发放等操作,这里不展开。
  • 3)现在进行登录,前端将用户名,密码发送给到服务端,服务端首先会校验登录次数是否超过设置的阈值,如果超过只能继续等待被关小黑屋。
  • 4)如果未超过继续登录逻辑,判断用户名、密码是否正确,不正确密码则进行阈值的判断,如果超过则关小黑屋,记住小黑屋必须设置过期时间,要不然就会永久关上了,这个可以用redis的过期来做。
  • 5)登录成功后进行后续的一切后置逻辑,比如加积分。。。等操作。

这种经典的注册登陆方式,具体怎么设计就不在这里赘述了,谁都懂。

4、现今最主流的手机号注册登陆方式

4.1 基本原理

典型的手机号注册登陆功能类似于下图:

 

典型的手机号注册技术原理流程图如下:

 
 

如上图所示,详细的流程说明如下:

  • 1)首先输入手机号:然后发送到服务端,服务端将手机号记录在我们数据库中,然后生成随机验证码,并将手机号和验证码绑定到一个redis里面,然后记录过期时间,这个过期时间一般是10分钟左右,这就是我们一般手机验证码的有效期;
  • 2)手机接收到手机短信后:那么就在界面填写验证码发送服务端,服务端收到验证码后就会在redis里面查询到这个手机号对应的验证码,失败就返回错误码。
  • 3)成功后:就进行登录操作。

这里看起来没有明确的注册登录操作,其实在发送手机号码就可以认为是一个常规的注册,然后后面的验证码输入就是一个登陆操作。

但这种区别于常见的用户名密码注册方式,是没有密码的的。

问: 那我要密码咋办?

答: 在后续产品里面增加一个手机号码密码补录的功能即可,这也是现在很常规的手法,但是现在移动互联网大爆炸时代,密码已经显得不是那么重要了,反正我从来记不住密码,如果手机号码能操作的app,绝对不用密码来操作。

4.2 具体的数据库设计

表结构: 

说明:

这里只是单纯说明需要用到的数据,没有扩展具体场景,这个表结构能够满足上面两个方案的设计。

5、一种辅助的登陆方式:第3方账号登陆

5.1 基本原理

现在很多应用为了降低新用户的使用门槛,都会对接第3方账号进行登陆(比如:用微信号登陆、QQ号登陆、微博账号登陆等)。

这里我以QQ的开放平台登录逻辑为例进行讲解。

某团外卖的QQ账号登陆功能如下图:

 

我们先来一波时序图:

 
 

时序流程详细说明:

  • 1)客户端自己调起登录的界面,进行输入用户名、密码,这里的是第三方的用户名,密码,登录成功后,会返回access_token openid expire_in,这过程会使用到oauth2.0,不过在sdk里面进行内置回调获取了,后面我们会说明我们自身实现的oauth2.0;
  • 2)客户端拿到access_token、openid、login_type(qq、wechat...)请求应用服务器,应用服务器拿到这些数据后就会根据对应的login_type去对应的用户中心进行access_token和openid进行校验。校验不通过则返回对应错误码;
  • 3)校验通过后就会判断本地是否有这个login_type和openid是否存在,不存在则进行获取远程的用户名、头像等基础信息来作为本地基础数据,并且返回code值;
  • 4)如果已经存在,那就是进行登录操作,返回code值;
  • 5)客户端拿到code值后进行token值的换取,这个完全遵照oauth2.0的协议来走的,后续每次请求必须带上token,token值在服务端的时间比较久,因为我们想要做的是那种永不下线的操作,所以每次请求我们都将token过期时间进行累加。

想要深入了解第3方账号登陆,可以读读这两篇:《第三方登录:QQ登录接入指南》、《第三方账号登录功能接入完全流程》。

5.2 具体的数据库设计

表结构:

对于读者的建议,我这里做一下数据库的整理。

 

用户基础表(users):

 

用户验证关联表(user_auth_rel): 

 

本地用户表(user_local_auth):

 

第三方用户表(user_third_auth): 

 

表结说明:

  • 1)users表只是单纯针对我们业务侧的登录,主要是做自身业务的oauth2.0业务;
  • 2)user_local_auth是做自己用户名、密码登录,手机号码登录信息记录;
  • 3)user_third_auth是我们第三方用户体系的数据记录;
  • 4)user_auth_rel是用来关联我们users表与user_local_auth、user_third_auth;
  • 5)整个设计理念就是将自建用户与第三方在存储上区分,这在架构演进上也是合乎情理的,开始用户体系大多自建,而后才是对外接入。

6、本文小结

总的来讲,账号注册登录功能在一般的系统里都是入口功能,一般情况下都不会太复杂。

对于第三方用户的接入技术,也同样比较简单,我文章里设计多一个user_thirds是可以支持足够多的第三方接入,当然一般我们也就两三个登录就好,太多登录方不仅自身维护成本,界面摆盘也不好看不是。

希望大家能够通过以上学习,能够对于账户注册登录有一个比较好的认知,文章里设计方案不包含分表分库、没有服务化,就是简单直接的设计,当然用户量和需要的不一样,在这个基础上还要加很多东西,谢谢大家阅读。

附录:更多IM开发方面的文章

[1] IM开发综合文章:

新手入门一篇就够:从零开发移动端IM

移动端IM开发者必读(一):通俗易懂,理解移动网络的“弱”和“慢”

移动端IM开发者必读(二):史上最全移动弱网络优化方法总结

从客户端的角度来谈谈移动端IM的消息可靠性和送达机制

现代移动端网络短连接的优化手段总结:请求速度、弱网适应、安全保障

腾讯技术分享:社交网络图片的带宽压缩技术演进之路

小白必读:闲话HTTP短连接中的Session和Token

IM开发基础知识补课:正确理解前置HTTP SSO单点登陆接口的原理

移动端IM开发需要面对的技术问题

开发IM是自己设计协议用字节流好还是字符流好?

请问有人知道语音留言聊天的主流实现方式吗?

一个低成本确保IM消息时序的方法探讨

完全自已开发的IM该如何设计“失败重试”机制?

通俗易懂:基于集群的移动端IM接入层负载均衡方案分享

微信对网络影响的技术试验及分析(论文全文)

即时通讯系统的原理、技术和应用(技术论文)

开源IM工程“蘑菇街TeamTalk”的现状:一场有始无终的开源秀

QQ音乐团队分享:Android中的图片压缩技术详解(上篇)

QQ音乐团队分享:Android中的图片压缩技术详解(下篇)

腾讯原创分享(一):如何大幅提升移动网络下手机QQ的图片传输速度和成功率

腾讯原创分享(二):如何大幅压缩移动网络下APP的流量消耗(上篇)

腾讯原创分享(三):如何大幅压缩移动网络下APP的流量消耗(下篇)

如约而至:微信自用的移动端IM网络层跨平台组件库Mars已正式开源

基于社交网络的Yelp是如何实现海量用户图片的无损压缩的?

腾讯技术分享:腾讯是如何大幅降低带宽和网络流量的(图片压缩篇)

腾讯技术分享:腾讯是如何大幅降低带宽和网络流量的(音视频技术篇)

字符编码那点事:快速理解ASCII、Unicode、GBK和UTF-8

全面掌握移动端主流图片格式的特点、性能、调优等

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微信技术分享:微信的海量IM聊天消息序列号生成实践(算法原理篇)

自已开发IM有那么难吗?手把手教你自撸一个Andriod版简易IM (有源码)

融云技术分享:解密融云IM产品的聊天消息ID生成策略

适合新手:从零开发一个IM服务端(基于Netty,有完整源码)

拿起键盘就是干:跟我一起徒手开发一套分布式IM系统

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[2] 有关IM架构设计的文章:

浅谈IM系统的架构设计

简述移动端IM开发的那些坑:架构设计、通信协议和客户端

一套海量在线用户的移动端IM架构设计实践分享(含详细图文)

一套原创分布式即时通讯(IM)系统理论架构方案

从零到卓越:京东客服即时通讯系统的技术架构演进历程

蘑菇街即时通讯/IM服务器开发之架构选择

腾讯QQ1.4亿在线用户的技术挑战和架构演进之路PPT

微信后台基于时间序的海量数据冷热分级架构设计实践

微信技术总监谈架构:微信之道——大道至简(演讲全文)

如何解读《微信技术总监谈架构:微信之道——大道至简》

快速裂变:见证微信强大后台架构从0到1的演进历程(一)

17年的实践:腾讯海量产品的技术方法论

移动端IM中大规模群消息的推送如何保证效率、实时性?

现代IM系统中聊天消息的同步和存储方案探讨

IM开发基础知识补课(二):如何设计大量图片文件的服务端存储架构?

IM开发基础知识补课(三):快速理解服务端数据库读写分离原理及实践建议

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快速理解高性能HTTP服务端的负载均衡技术原理

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IM开发基础知识补课(五):通俗易懂,正确理解并用好MQ消息队列

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微信技术分享:微信的海量IM聊天消息序列号生成实践(容灾方案篇)

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