Как написать мессенджер для андроид

В последнее время растёт популярность приложений для обмена сообщениями. Пользователи предпочитают мессенджеры, потому что они позволяют взаимодействовать в режиме реального времени. В этой статье мы разберём процесс создания простого приложения для обмена мгновенными сообщениями. Не будем сильно углубляться в нюансы разработки: мы напишем рабочий мессенджер, который в дальнейшем можно будет улучшить.

Используемые технологии и инструменты

1. Стек MEAN (Mongo, Express, Angular, Node).
2. Сокеты для прямого обмена сообщениями.
3. AJAX для регистрации и входа.

Подготовка

Структура будущего приложения выглядит примерно так:

Установите Node.js и MongoDB. Кроме того, нам понадобится библиотека AngularJS, скачайте её и скопируйте в папку lib каталога Client.

Чтобы сделать пользовательский интерфейс приложения привлекательнее, вы можете воспользоваться любой CSS-библиотекой. Скачайте её и скопируйте в lib .

Примечание: созданный мессенджер можно будет интегрировать в качестве виджета в любой проект.

Серверная часть

Шаг 1. Запуск проекта

Перейдите в каталог Server и выполните команду:

Она запустит новый проект.

Укажите все необходимые сведения. В результате будет создан файл package.json примерно следующего вида:

Шаг 2. Установка зависимостей

• socket.io — JavaScript-библиотека, которая предоставляет двустороннюю связь клиента и сервера в режиме реального времени;
• express — фреймворк Node.js, предоставляющий набор функций для разработки мобильных и веб-приложений. Позволяет отвечать на HTTP-запросы, используя промежуточное ПО, а также отображать HTML-страницы.

Выполнение этих команд установит необходимые зависимости и добавит их в package.json :

Выглядеть они будут примерно так:

Шаг 3. Создание сервера

Создадим сервер, который обслуживает порт 3000 и возвращает HTML-файл при вызове. Для инициализации нового соединения сокету нужно передать HTTP-объект. Событие connection будет прослушивать входящие сокеты, каждый сокет будет выпускать событие disconnect, которое будет вызвано при отключении клиента. Мы будем использовать следующие функции:

• socket.on(. ) — ожидает событие, и когда оно происходит, то выполняет функцию обратного вызова.
• io.emit(. ) — используется для отправки сообщения всем подключенным сокетам.

Создайте сервер с именем server.js . Он должен:

• Выводить сообщение в консоль при подключении пользователя.
• Слушать событие chat message и транслировать полученное сообщение на все подключенные сокеты.
• Когда пользователь отключается, выводить сообщение в консоль.

В результате ваш сервер будет выглядеть примерно так:

Клиентская часть

Создайте файлы index.html в каталоге Client, style.css в каталоге CSS и app.js в каталоге js.

Client/index.html

Пусть это будет простой HTML-код, который получает и отображает наши сообщения.

XYZ school, Москва, до 250 000 ₽

Включите скрипты socket.io-client и angular.js в ваш HTML:

socket.io служит для нас клиентом. Он по умолчанию подключается к хосту, обслуживающему страницу.

В результате index.html должен выглядеть примерно так:

CSS/style.css

Чтобы придать нашей странице внешний вид окна чата, добавим немного стилей. Вы можете использовать любую CSS-библиотеку. Получим следующее:

js/app.js:

Создайте Angular-приложение и инициализируйте соединение сокета. Для этого нужны следующие функции:

• socket.on(. ) — слушает определенное событие, и, когда оно происходит, выполняет функцию обратного вызова.
• socket.emit(. ) — используется для отправки сообщения конкретному событию.

Теперь, когда будет набран текст сообщения и нажата кнопка, вызовите функцию отправки сообщения. Когда сокет получит сообщение, отобразите его.

В результате app.js будет выглядеть примерно так:

Запуск приложения

Перейдите в папку с server.js и запустите команду:

Сервер начнет работу на порте 3000. Чтобы в этом убедиться, перейдите по ссылке в браузере:

Ваш собственный мессенджер готов!

Что можно улучшить?

Можно создать базу данных для хранения информации о пользователях и истории сообщений. Лучше, если она будет масштабируемой, потому что в дальнейшем это позволит добавить больше функций.

Установите Mongoose или MongoDB для работы с базами данных Mongo:

Можете ознакомиться с документацией по их использованию: mongoose и mongodb.

Схема должна получиться примерно следующего вида:

Собеседникам могут быть присвоены следующие статусы:

• Friend — собеседник является другом.
• Pending — собеседник пока не принял запрос.
• Blocked — собеседник заблокирован.

Предположим, что собеседник отклонил запрос на приватную беседу. В таком случае отправитель должен иметь возможность снова направить запрос.

Неплохо было бы реализовать для пользователя функционал сохранения сообщений в дополнительные коллекции. Пусть каждый её объект содержит сообщение, отправителя, получателя и время. Спроектируйте вашу базу данных в соответствии с конкретными потребностями и методами обработки сообщений.

Также вы можете создать REST API для обслуживания клиента. Например, конечную точку, отправляющую домашнюю страницу, из которой пользователи могут выполнять другие запросы.

Некоторые из возможных конечных точек API:

Вот какой мессенджер получился у автора статьи:

Внешний вид приложения

Исходный код приложения можно найти на GitHub.

Разработка мессенджера для смартфонов или сайта может стать успешным стартапом. Уже сейчас мессенджеры занимают первое место по количеству скачиваний в мире.

Исследование компании SimilarWeb: в 168 странах мессенджеры лидируют по количеству скачиваний.

В 2016 году в мире было 1,58 млрд пользователей мессенджеров. По данным Портала статистики Statista к 2021 году эта цифра вырастет до 2,48 млрд. А это уже треть населения Земли. Так что, возможно, уже сейчас имеет смысл создать свой мессенджер на Андроид или iOS.

Стоит ли создавать еще одно приложение messenger?

У каждого пользователя на телефоне установлены два-пять мессенджеров. Все они используются в той или иной степени.

Со временем некоторые приложения-мессенджеры теряют лидерские позиции, уступая место новым. Так, за один год Skype с первого места, которое он занимал несколько лет, переместился на четвертое. На пятом месте Telegram. Но, похоже, это тоже временный расклад, так как тот же Telegram быстро завоевывает рынок. В 2017 году наметился новый тренд — публичные каналы и чаты. Их наличие привлекает новых пользователей, по сути, превращая мессенджеры в социальные медиа. Возможно, это и стало причиной роста популярности Telegram.

Статистика роста количества пользователей мессенджеров показывает: потенциал у приложений для обмена сообщениями есть. Но при запуске стартапа нужно быть готовым к конкуренции. Разработка мессенджера для iOs или на Andriod начинается с правильной постановки задачи и подбора инструментов. Так мы получим приложение, которое удовлетворит потребности пользователей.

Как создать мессенджер, востребованный пользователями

Изначально мессенджеры создавались или как чаты, например WhatsApp, или как приложение для звонков — Skype, Viber. Позже в мессенджеры стали добавлять функции, которых изначально не было. Так, в WhatsApp добавились функции аудиозвонков, потом видео. Дальше появились открытые API, боты, маски, статусы, приемы платежей, публичные каналы. Однако внедрить новый функционал или изменить структуру, когда у мессенджера миллионы пользователей, сложно. В том же WhatsApp до сих пор нет API и ботов.

Основная сложность при создании приложения для отправки сообщений на Android или iOS — разработка архитектуры. Структуру приложения нужно разработать таким образом, чтобы в нее можно было безболезненно добавлять новые возможности.

При разработке мессенджера мы закладываем в его основу не только то, что уже есть в других приложениях, но и то, что может быть востребовано в будущем.

Наш подход к разработке архитектуры мессенджера

Большинство подходов к проектированию и разработке архитектуры сводится к модульной системе. Но модульность разная, да и сами модули могут быть огромными и монолитными.

В WOXAPP мы проектируем и разрабатываем архитектуру по принципам Clean architecture.

Чистая архитектура, описанная Робертом Мартином, позволяет спроектировать гибкую и масштабируемую систему.

В современном программном обеспечении это распространенная практика, но достичь Clean architecture получается не у всех. В своей работе мы придерживаемся ряда определенных принципов и получаем ожидаемый результат. На рисунке новая архитектура, которую презентовал Google. C помощью этого подхода и наших собственных доработок мы реализовываем чистую архитектуру на Android.

Гибкость, масштабируемость и тестируемость

В процессе работы мы делаем так, чтобы архитектура делилась на автономные слои. Тогда бизнес-логика, представление и объекты данных разделены и могут меняться независимо друг от друга. Вне зависимости от размеров системы такой подход сохраняет ее гибкость, масштабируемость (масштабирование количества функций) и тестируемость.

Масштабируемым делаем не только код, но и саму инфраструктуру системы.

Производительность приложения

Часто бывает так, что команды гонятся за ставшим популярным языком программирования. Они разрабатывают на нем продукт клиента, но в процессе работы понимают, что язык используют неверно. Нужно понимать все плюсы и минусы любого языка и инструмента. Надо использовать тот язык, который лучше всего подходит для построения эффективной системы, а не тот, что сейчас популярен.

В процессе работы думаем о задаче клиента и с этим подходим к выбору инструментов.

Как правило, программируем на PHP. Этот язык программирования используется в Whatsapp, Facebook, Stackoverflow. PHP не уступает остальным языкам по производительности и способен выдержать высокие нагрузки. Плюс этого языка в том, что после выполнения задачи ресурсы сервера высвобождаются, а правильно построенная архитектура и хороший стек технологий перекрывают недостатки языка.

Стоимость разработки проекта на PHP в разы дешевле, чем на языках типа Java, Python. В то же время приложение не уступает по производительности.

При выборе инструментов ориентируемся на то, насколько эффективно с помощью того или иного из них можно решить задачу. По сути, подстраиваем инструменты под архитектуру, а не наоборот.

Работа с большим количеством пользователей и большими нагрузками

В работе используем платформу NodeJS. Как показывает наш опыт, эта платформа подходит для создания чатов и мобильных приложений. NodeJS хорошо устроена и позволяет строить высоконагруженные системы. С коробки чат на NodeJS способен выдержать нагрузку в 10 000 подключений.

Разработка мессенджера для Android или iOS под данную платформу требует использовать Java Script. Этот язык популярен, поэтому найти разработчиков не проблема.

Rethink — используем эту NoSQL DB, так как она производительнее конкурентов. У RethinkDB транслятор языка запросов, так называемого ReQL, реализован не на уровне сервера, а встраивается в качестве предметно-ориентированного языка в язык, на котором пишется клиентское приложение.

Таблицы базы данных хранят JSON-документы, допускающие любой уровень вложенности. У каждого документа прописан уникальный для таблицы-родителя первичный ключ «id». Ссылаясь на ключ, получаем документ. Каждая функция ReQL-запроса работает с данными, полученными из предыдущей функции цепочки. Это позволяет строить более гибкую архитектуру высоконагруженных проектов и не думать о сложности структур данных.

Конкурент NoSQL СУБД — MongoDB. Эта платформа популярна на рынке, но популярность не всегда залог успеха. У MongoDB ряд проблем: при удалении документов не чистится место на диске поэтому приложение должно быть построено так, чтобы документы (файлы объектов) не удалялись часто. Также MongoDB плохо работает с многочисленными массовыми операциями над документами, что противоречит правилам построения высоконагруженной системы.

Основная проблема при построении высоконагруженных проектов — построение архитектуры и потом подстраивания бизнес-логики системы под нее. Такой проект не всегда справляется с большими нагрузками. Поэтому мы делаем наоборот: прорабатываем бизнес-логику всей системы, а уже под нее создаем эффективную архитектуру. В такое приложение можно добавлять новые функции. Оно не потеряет в производительности и не боится высоких нагрузок.

Разработка интерфейса мессенджера

Пользователю должно быть понятно, как работать, и работать должно быть удобно. Поэтому чаще мы рекомендуем использовать нативный дизайн, так как он удобен и предсказуем. Приложение одинаково ведет себя на разных устройствах. Пользователь видит знакомые элементы, знает, как их использовать, и у него не возникает вопросов, как пользоваться мессенджером.

Важно. Все написанное ниже не представляет собой какой либо ценности для профессионалов, но может служит полезным примером для начинающих Android разработчиков! В коде старался все действия комментировать и логировать.

Поехали. Многие мобильные приложения (и не только) используют архитектуру клиент-сервер. Общая схема, думаю, понятна.

Уделим внимание каждому элементу и отметим:

• сервер — представляет собой некую программу, работающую на удаленном компьютере, и реализующую функционал «общения» с приложениями-клиентами (слушает запросы, распознает переданные параметры и значения, корректно отвечает на них);
• клиент — в нашем случае, программа на мобильном устройстве, которая умеет формировать понятный серверу запрос и читать полученный ответ;
• интерфейс взаимодействия — некий формат и способ передачи/получения запросов/ответов обеими сторонами.

Неважно, как реализован любой из этих элементов, все они в любом случае присутствуют. Давайте реализуем примитивный сервер и Android клиент, работающий с ним. Как пример, будем использовать любой популярный мобильный интернет-мессенджер (Viber, ICQ), а приложение условно назовем «интернет-чат».

Схема взаимодействия следующая:

Клиент, установленный на устройстве А, посылает сообщение для клиента, установленного на устройстве Б. И наоборот. Сервер играет роль связующего звена между устройством А и Б… С, Д… и т.д. Также он играет роль «накопителя» сообщений, для их восстановления, на случай удаления на одном из клиентских устройств.

Для хранения сообщений используем SQL БД как на сервере, так и на устройствах-клиентах (в принципе, вся работа клиентов интернет-мессенджеров и сводится к постоянной синхронизации локальной и удаленной БД с сообщениями). Дополнительно, наш интернет-чат будет уметь стартовать вместе с запуском устройства и работать в фоне. Взаимодействие будет происходить путем HTTP запросов и JSON ответов.

Более логично, если синхронизация происходит через порт/сокет, это с одной стороны упрощает задачу (не нужно циклично слать HTTP запросы на проверку новых сообщений, достаточно проверять состояние прослушиваемого сокета), но с другой стороны, это усложняет создание серверной части приложения.

Делаем сервер

Для реализации «сервера», нам нужно зарегистрироваться на любом хостинге, который дает возможность работы с SQL и PHP.

Создаем пустую SQL БД, в ней создаем таблицу.

1. author — автор сообщения;
2. client — получатель сообщения;
3. data — время и дата получения сообщения на сервере;
4. text — сообщение.

В двух следующих файлах необходимо изменить переменные, содержащие данные для доступа к БД, на свои, полученные Вами при регистрации Вашего«сервера».

Структура запросов к api:

• обязательный атрибут action — может быть равен select (сервер ответит списком записей из своей БД), insert (сервер добавить новую запись в свою БД), delete (сервер очистит свою БД)
• если action=insert, нам нужно будет передать дополнительные параметры: author (кто написал сообщение), client (кому адресовано сообщение), text (сообщение)
• action=select может содержать дополнительный параметр data, в этом случае ответ сервера содержит не все сообщения из БД, а только те, у которых время создания позднее переданного

Примеры:

• chat.php?action=delete – удалит все записи на сервере
• chat.php?action=insert&author=Jon&client=Smith&text=Hello — добавит на сервере новую запись: автор Jon, получатель Smith, содержание Hello
• chat.php?action=select&data=151351333 — вернет все записи, полученные после переданного времени в long формате

Клиентская часть

Теперь структура Android приложения:

В фоне работает FoneService.java, который, в отдельном потоке, каждые 15 секунд делает запрос на сервер. Если ответ сервера содержит новые сообщения, FoneService.java записывает их в локальную БД и отправляет сообщение ChatActivity.java о необходимости обновить ListView, с сообщениями. ChatActivity.java (если она в этот момент открыта) получает сообщение и обновляет содержимое ListView из локальной БД.

Отправка нового сообщения из ChatActivity.java происходит сразу на сервер, минуя FoneService.java. При этом наше сообщение НЕ записывается в локальную БД! Там оно появится только после получения его назад в виде ответа сервера. Такую реализацию я использовал в связи с важным нюансом работы любого интернет-чата — обязательной группировкой сообщений по времени. Если не использовать группировку по времени, будет нарушена последовательность сообщений. Учитывая, что клиентские приложения просто физически не могут быть синхронизированы с точностью до миллисекунд, а возможно будут работать даже в разных часовых поясах, логичнее всего будет использовать время сервера. Так мы и делаем.

Создавая новое сообщение, мы передаем запросом на сервер: имя автора сообщения, имя получателя сообщения, текст сообщения. Получая эту запись назад, в виде ответа сервера, мы получаем то, что отправляли + четвертый параметр: время получения сообщения сервером.