在游戲開發(fā)中，我們經(jīng)常會(huì)遇到一些技術(shù)難題，而其引發(fā)的bug則會(huì)影響整個(gè)游戲的品質(zhì)。

過(guò)載保護(hù)、集群、服務(wù)器通信、并發(fā)選型等方面的問(wèn)題，是中小團(tuán)隊(duì)常常的技術(shù)難題，本文分享了一些專家在坐診過(guò)程中提到的解決方法，希望對(duì)大家有所幫助。

問(wèn)題一：玩家登錄時(shí)拉取好友信息，但好友服務(wù)繁忙導(dǎo)致登錄失敗。

解決方法：

1、分離關(guān)鍵路徑上非關(guān)鍵調(diào)用，縮短事務(wù)流程，避免周邊服務(wù)異常阻塞登錄。

2、服務(wù)熔斷機(jī)制，超出處理能力快速失敗，防止雪崩。

3、按用戶隔離事務(wù)，避兔單個(gè)用戶請(qǐng)求阻塞影響到其他用戶。

問(wèn)題二：壓測(cè)并發(fā)登錄對(duì)redis產(chǎn)生很大壓力。

解決方法：redis數(shù)據(jù)表數(shù)量多，一次事務(wù)會(huì)產(chǎn)生多個(gè) redis請(qǐng)求，小表合并為大表。

Wade：服務(wù)器進(jìn)程的管理一般比較簡(jiǎn)單，有很多還是用配置文件靜態(tài)組織的。同時(shí)往往進(jìn)程間通信的手段比較缺乏，沒(méi)有使用消息隊(duì)列中間件，甚至還有用 Redis 來(lái)做通信組件使用的。為了提高集群管理的自動(dòng)化水平，使用 ZooKeeper 是一個(gè)比較常見的方法。

Zc：redis一般做為內(nèi)存緩存來(lái)使用,不宜將關(guān)鍵數(shù)據(jù)存放在redis中.其數(shù)據(jù)安全性并不如一般的DB。在使用過(guò)程中也需要參考性能基線，控制訪問(wèn)頻率和流量。

問(wèn)題三：外部服務(wù)有延遲，調(diào)用到的業(yè)務(wù)流程中產(chǎn)生卡頓。

解決方法：業(yè)務(wù)側(cè)增加緩存:同玩好友msdk+最近角色id+角色信息。

Wade：很多團(tuán)隊(duì)對(duì)于過(guò)載保護(hù)不夠重視，往往只在最外層接入客戶端一側(cè)有最大連接數(shù)或者最大會(huì)話數(shù)的限制。而對(duì)于內(nèi)部的多個(gè)進(jìn)程，比如訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的進(jìn)程，就沒(méi)有太多的負(fù)載保護(hù)。由于游戲是帶狀態(tài)的進(jìn)程比較多，所以負(fù)載均衡往往也做的不多，基本上是按狀態(tài)所在進(jìn)程去轉(zhuǎn)發(fā)處理請(qǐng)求。

Zc：注意緩存和降級(jí)處理。外部平臺(tái)數(shù)據(jù)，盡量緩存，提高訪問(wèn)體驗(yàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)外部服務(wù)出現(xiàn)故障，或本身出現(xiàn)負(fù)載風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)降級(jí)服務(wù)。

Jovi：msdk midas平臺(tái)特權(quán)等api接入工作，游戲業(yè)務(wù)可以建立一個(gè)隔離層專門處理這塊需求，避兔過(guò)分侵入游戲邏輯，更容易控制。

問(wèn)題四：運(yùn)營(yíng)和客服接口修改玩家數(shù)據(jù)，會(huì)與正常游戲的數(shù)據(jù)回寫產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)。

解決方法：使用類似郵件機(jī)制去修改數(shù)據(jù)。

Zc：多線程開發(fā)中，經(jīng)常會(huì)有線程池用盡或線程死鎖導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下降。建議將線程池根據(jù)業(yè)務(wù)需求合理分類，不同業(yè)務(wù)間有合理的負(fù)載配比，不會(huì)相互影響。非關(guān)鍵流程需要延后或者異步化處理，避免卡死關(guān)鍵流程。

同時(shí)，合理的線程模型可以有效減少線程間競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)確實(shí)需要競(jìng)爭(zhēng)的資源在流程入口處統(tǒng)一有序加鎖，避免在邏輯過(guò)程中，隨意嵌套取鎖競(jìng)爭(zhēng)。并且，給鎖加個(gè)超時(shí)時(shí)間，避免業(yè)務(wù)中斷。

Jovi：確保同一時(shí)刻只有單個(gè)數(shù)據(jù)修改點(diǎn)，有助于避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。建議設(shè)計(jì)時(shí)采用CQRS方式，采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)表和服務(wù)記錄事件，匯總到單一修改服務(wù)上執(zhí)行。

Wade：并發(fā)編程是服務(wù)器端最常見的問(wèn)題，一般會(huì)用多線程或者非阻塞兩種方法之一解決。對(duì)于天然支持多線程的語(yǔ)言，如JAVA，很多開發(fā)者傾向多線程，好處是代碼編寫起來(lái)比較方便，但是這就要很清醒的對(duì)各種對(duì)象進(jìn)行鎖的操作，或者熟練使用類似 java.util.concurrent 這種多線程工具庫(kù)。而如果使用非阻塞，好處是不會(huì)有鎖的問(wèn)題，但代碼被分割到各個(gè)回調(diào)函數(shù)中，可讀性非常糟糕，所以有的團(tuán)隊(duì)會(huì)使用“協(xié)程”或者 Promise 之類的工具來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題，但這也引入了更多的復(fù)雜性。

下面詳細(xì)介紹一下游戲服務(wù)器端架構(gòu)中的調(diào)度架構(gòu)，方便大家理解。

a) 單進(jìn)程游戲服務(wù)器

最簡(jiǎn)單的游戲服務(wù)器只有一個(gè)進(jìn)程，是一個(gè)單點(diǎn)。這個(gè)進(jìn)程如果退出，則整個(gè)游戲世界消失。在此進(jìn)程中，由于需要處理并發(fā)的客戶端的數(shù)據(jù)包，因此產(chǎn)生了多種選擇方法：

同步-動(dòng)態(tài)多線程

每接收一個(gè)用戶會(huì)話，就建立一個(gè)線程。這個(gè)用戶會(huì)話往往就是由客戶端的TCP連接來(lái)代表，這樣每次從socket中調(diào)用讀取或?qū)懗鰯?shù)據(jù)包的時(shí)候，都可以使用阻塞模式，編碼直觀而簡(jiǎn)單。有多少個(gè)游戲客戶端的連接，就有多少個(gè)線程。但是這個(gè)方案也有很明顯的缺點(diǎn)，就是服務(wù)器容易產(chǎn)生大量的線程，這對(duì)于內(nèi)存占用不好控制，同時(shí)線程切換也會(huì)造成CPU的性能損失。更重要的多線程下對(duì)同一塊數(shù)據(jù)的讀寫，需要處理鎖的問(wèn)題，這可能讓代碼變的非常復(fù)雜，造成各種死鎖的BUG，影響服務(wù)器的穩(wěn)定性。

同步-多線程池

為了節(jié)約線程的建立和釋放，建立了一個(gè)線程池。每個(gè)用戶會(huì)話建立的時(shí)候，向線程池申請(qǐng)?zhí)幚砭€程的使用。在用戶會(huì)話結(jié)束的時(shí)候，線程不退出，而是向線程池“釋放”對(duì)此線程的使用。線程池能很好的控制線程數(shù)量，可以防止用戶暴漲下對(duì)服務(wù)器造成的連接沖擊，形成一種排隊(duì)進(jìn)入的機(jī)制。但是線程池本身的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，而“申請(qǐng)”、“釋放”線程的調(diào)用規(guī)則需要嚴(yán)格遵守，否則會(huì)出現(xiàn)線程泄露，耗盡線程池。

異步-單線程/協(xié)程

在游戲行業(yè)中，采用Linux的epoll作為網(wǎng)絡(luò)API，以期得到高性能，是一個(gè)常見的選擇。游戲服務(wù)器進(jìn)程中最常見的阻塞調(diào)用就是網(wǎng)路IO，因此在采用epoll之后，整個(gè)服務(wù)器進(jìn)程就可能變得完全沒(méi)有阻塞調(diào)用，這樣只需要一個(gè)線程即可。這徹底解決了多線程的鎖問(wèn)題，而且也簡(jiǎn)化了對(duì)于并發(fā)編程的難度。但是，“所有調(diào)用都不得阻塞”的約束，并不是那么容易遵守的，比如有些數(shù)據(jù)庫(kù)的API就是阻塞的;另外單進(jìn)程單線程只能使用一個(gè)CPU，在現(xiàn)在多核多CPU的服務(wù)器情況下，不能充分利用CPU資源。異步編程由于是基于“回調(diào)”的方式，會(huì)導(dǎo)致要定義很多回調(diào)函數(shù)，并且把一個(gè)流程里面的邏輯，分別寫在多個(gè)不同的回調(diào)函數(shù)里面，對(duì)于代碼閱讀非常不利。——針對(duì)這種編碼問(wèn)題，協(xié)程(Coroutine)能較好的幫忙，所以現(xiàn)在比較流行使用異步+協(xié)程的組合。不管怎樣，異步-單線程模型由于性能好，無(wú)需并發(fā)思維，依然是現(xiàn)在很多團(tuán)隊(duì)的首選。

異步-固定多線程

這是基于異步-單線程模型進(jìn)化出來(lái)的一種模型。這種模型一般有三類線程：主線程、IO線程、邏輯線程。這些線程都在內(nèi)部以全異步的方式運(yùn)行，而他們之間通過(guò)無(wú)鎖消息隊(duì)列通信。

b) 多進(jìn)程游戲服務(wù)器

多進(jìn)程的游戲服務(wù)器系統(tǒng)，最早起源于對(duì)于性能問(wèn)題需求。由于單進(jìn)程架構(gòu)下，總會(huì)存在承載量的極限，越是復(fù)雜的游戲，其單進(jìn)程承載量就越低，因此開發(fā)者們一定要突破進(jìn)程的限制，才能支撐更復(fù)雜的游戲。

一旦走上多進(jìn)程之路，開發(fā)者們還發(fā)現(xiàn)了多進(jìn)程系統(tǒng)的其他一些好處：能夠利用上多核CPU能力;利用操作系統(tǒng)的工具能更仔細(xì)的監(jiān)控到運(yùn)行狀態(tài)、更容易進(jìn)行容災(zāi)處理。多進(jìn)程系統(tǒng)比較經(jīng)典的模型是“三層架構(gòu)”：

在多進(jìn)程架構(gòu)下，開發(fā)者一般傾向于把每個(gè)模塊的功能，都單獨(dú)開發(fā)成一個(gè)進(jìn)程，然后以使用進(jìn)程間通信來(lái)協(xié)調(diào)處理完整的邏輯。這種思想是典型的“管道與過(guò)濾器”架構(gòu)模式思想——把每個(gè)進(jìn)程看成是一個(gè)過(guò)濾器，用戶發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包，流經(jīng)多個(gè)過(guò)濾器銜接而成的管道，最后被完整的處理完。由于使用了多進(jìn)程，所以首選使用單進(jìn)程單線程來(lái)構(gòu)造其中的每個(gè)進(jìn)程。這樣對(duì)于游戲程序開發(fā)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)清晰簡(jiǎn)單很多，也能獲得更高的性能。

盡管有很多好處，但是多進(jìn)程系統(tǒng)還有一個(gè)需要特別注意的問(wèn)題——數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。由于要保證數(shù)據(jù)的一致性，所以存儲(chǔ)進(jìn)程一般都難以切分成多個(gè)進(jìn)程。就算對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)做分庫(kù)分表處理，也是非常復(fù)雜的，對(duì)業(yè)務(wù)類型有依賴的。而且如果單個(gè)邏輯處理進(jìn)程承載不了，由于其內(nèi)存中的數(shù)據(jù)難以分割和同步，開發(fā)者很難去平行的擴(kuò)展某個(gè)特定業(yè)務(wù)邏輯。他們可能會(huì)選擇把業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)程做成無(wú)狀態(tài)的，但是這更加加重了存儲(chǔ)進(jìn)程的性能壓力，因?yàn)槊看螛I(yè)務(wù)處理都要去存儲(chǔ)進(jìn)程處拉取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。

除了數(shù)據(jù)的問(wèn)題，多進(jìn)程架構(gòu)也帶來(lái)了一系列運(yùn)維和開發(fā)上的問(wèn)題：首先就是整個(gè)系統(tǒng)的部署更為復(fù)雜了，因?yàn)樾枰獙?duì)多個(gè)不同類型進(jìn)程進(jìn)行連接配置，造成大量的配置文件需要管理;其次是由于進(jìn)程間通訊很多，所以需要定義的協(xié)議也數(shù)量龐大，在單進(jìn)程下一個(gè)函數(shù)調(diào)用解決的問(wèn)題，在多進(jìn)程下就要定義一套請(qǐng)求、應(yīng)答的協(xié)議，這造成整個(gè)源代碼規(guī)模的數(shù)量級(jí)的增大;最后是整個(gè)系統(tǒng)被肢解為很多個(gè)功能短小的代碼片段，如果不了解整體結(jié)構(gòu)，是很難理解一個(gè)完整的業(yè)務(wù)流程是如何被處理的，這讓代碼的閱讀和交接成本巨高無(wú)比，特別是在游戲領(lǐng)域，由于業(yè)務(wù)流程變化非?？?，幾經(jīng)修改后的系統(tǒng)，幾乎沒(méi)有人能完全掌握其內(nèi)容。

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