聊天系统设计

概述

聊天是游戏最活跃的系统之一：世界频道、房间对局聊天、私聊、公会频道。聊天消息量大、实时性要求高、并发集中（活动时全服刷屏）。本文设计完整的聊天系统：频道划分（世界/房间/私聊/公会/系统）、基于消息队列（Kafka/RocketMQ）的聊天架构、敏感词过滤、消息频率限制。

---

一、频道划分

1.1 频道类型

频道	可见范围	实时性	量级
世界	全服	高	极大
房间	房间成员	高	小
私聊	两人	高	小
公会	公会成员	中	中
系统	全服/定向	低	小

频道隔离：
  不同频道独立路由与限流
  世界频道 → 广播压力最大，重点设计
  私聊 → 点对点，走直达通道

1.2 频道语义

世界频道：
  全体在线玩家可见（离线不补）
  需要限流（防止刷屏）
  可分区（按服务器/按线路）

房间频道：
  对局内聊天（配合表情/快捷语）
  复用房间广播通道

私聊：
  点对点实时投递
  离线消息（邮件/推送兜底）

公会频道：
  公会成员在线可见
  低频 → 复用公会广播

频道开关与控制：
  全局禁言（运营）
  频道级禁言（世界频道关闭）
  玩家级禁言（处罚）
  频控在网关/聊天服务双重把关

---

二、聊天架构

2.1 直连 vs 消息队列

小规模直连架构：
  客户端 → 网关 → 聊天服务 → 直接广播
  优点：简单、低延迟
  缺点：全服广播阻塞单点

大规模消息队列架构：
  客户端 → 网关 → 聊天服务（写入 MQ）
  → MQ 分区 → 各广播节点消费 → 推送
  优点：削峰、解耦、可扩展
  缺点：增加一跳延迟（可接受）

2.2 MQ 聊天架构

消息流（RocketMQ / Kafka）：
  发送方：
    客户端发消息 → 网关校验（频控/敏感词）
    → 写入聊天 Topic（带频道与分区键）
  广播方：
    广播节点消费 Topic → 组装 → 推送
    世界频道按服务器分区消费
    私聊按 receiver 分区（直达）

Topic 设计：
  chat-world   世界频道（分区按服务器）
  chat-room    房间频道（分区按房间）
  chat-guild   公会频道（分区按公会）
  chat-private 私聊（分区按接收者）

分区键（顺序保证）：
  房间频道 → 按 roomId 分区（房间内有序）
  私聊 → 按会话双方哈希（两人有序）
  世界 → 按服务器分区（无顺序要求）

2.3 离线与历史

离线消息：
  私聊/公会 → 未读入库，上线拉取
  世界/房间 → 不补（时效性内容）

历史消息：
  私聊/公会 → 存库可查（聊天记录）
  世界 → 一般只保留滚动窗口
  存储：MySQL / MongoDB / 消息平台（按量级）

---

三、敏感词过滤

3.1 过滤链路

过滤时机（发送时过滤，入库前）：
  网关/聊天服务入口 → 敏感词检测
  命中 → 替换（*）或拒绝（按策略）

常用算法：
  DFA（确定有限自动机）：
    构建敏感词树，O(N) 扫描
    命中可获取"起始/结束位置"
  AC 自动机：
    多模式匹配，一次扫描命中所有词
    适合敏感词表大、要求快的场景

3.2 过滤策略

替换策略：
  命中词替换为 *（保留消息长度）
  例："你好xxx" → "你好***"
  体验友好，玩家可自查

拒绝策略：
  直接拒绝发送（提示"消息包含违规内容"）
  力度大，用于高敏词（政治/诈骗）

分级过滤：
  高敏词 → 拒绝 + 记录（风控）
  一般词 → 替换
  组合：高敏拒绝、低敏替换

public class SensitiveWordFilter {

    private final AhoCorasick automaton;

    // 过滤：返回处理后的文本与命中信息
    public FilterResult filter(String text) {
        List<Match> matches = automaton.match(text);
        // 按词表等级处理
        boolean hasHighRisk = matches.stream().anyMatch(m -> m.getLevel() == HIGH);
        if (hasHighRisk) {
            return FilterResult.reject(matches);   // 拒绝
        }
        return FilterResult.mask(matches);          // 替换 *
    }
}

敏感词表管理：
  词表集中配置（运营可维护）
  分版本更新（灰度加载）
  词表加载与命中性能监控

---

四、消息频率限制

4.1 限频维度

玩家级：
  世界频道 N 条/秒、M 条/分钟
  私聊 N 条/分钟
  公会 N 条/分钟

频道级：
  世界频道整体流速（防止刷屏风暴）
  系统公告独立通道（不受玩家限流）

场景联动：
  活动期间放宽 / 收紧
  禁言状态覆盖限流

4.2 实现

限流实现（Redis INCR + TTL，见第 3 周）：
  key = chat:world:{playerId}:{minute}
  INCR → 首次 EXPIRE 60s
  超过阈值 → 拒绝 + 提示"发言太快"

更平滑：
  令牌桶（Redis Lua 实现）
  每次发消息消耗令牌
  补充速率平滑（突发与长跑平衡）

public class ChatRateLimiter {

    private final RedisTemplate<String, String> redis;

    public boolean allowWorldChat(long playerId) {
        String key = "chat:world:" + playerId + ":" + minuteOf();
        Long count = redis.opsForValue().increment(key);
        if (count == 1) {
            redis.expire(key, Duration.ofSeconds(60));
        }
        return count <= 20; // 每分钟 20 条
    }
}

限流策略：
  普通玩家阈值 + 高等级/VIP 阈值
  连续超限 → 临时禁言（10 分钟）
  禁言实现：Redis 禁言标记，发送前检查

---

五、聊天消息完整流程

一次世界聊天：
  1. 客户端发消息（channel + content）
  2. 网关校验：登录、禁言、频控
  3. 敏感词过滤（替换/拒绝）
  4. 写入 MQ（chat-world Topic）
  5. 广播节点消费 → 推送给在线玩家
  6. 客户端展示（带发言人信息）

审计：
  关键消息/被拒消息记录日志
  私聊/公会历史入库
  全链路 TraceId

---

六、常见问题

问题	处理
世界频道刷屏	玩家限流 + 频道流速控制
敏感词绕过（谐音）	词库维护 + 拼音/变形匹配
广播延迟高	MQ 分区消费 + 推送池
消息顺序乱	分区键保证频道内有序
离线消息丢失	私聊入库 + 上线补拉

---

七、小结

聊天系统的架构核心是"频道隔离 + MQ 削峰"：频道按可见范围划分（世界/房间/私聊/公会/系统），各自独立限流与路由；消息经网关校验后写入 RocketMQ/Kafka 的频道 Topic，按分区键保证房间内与私聊顺序，广播节点消费推送；敏感词过滤用 AC 自动机做多模式匹配，高敏词拒绝、一般词替换；频率限制以 Redis INCR/令牌桶按玩家与频道双重把关。聊天看似简单，但"抗刷、过滤、扩展"三者齐备，才能在全服活动时稳如磐石。