手游服务器开发技术详解

rustum · 发表于 2021-11-25 05:47

原文地址：https://left-pocket.github.io
回顾我的码农生涯，在做互联网电商后端开发之前做过大概6年的游戏后端开发，想总结一下手游后端开发技术的方方面面。
之前从事游戏服务器开发期间参与了不少项目，学到了很多游戏服务器开发技术，参与过几个不同架构的服务器开发，就此聊聊游戏服务器开发需要的技术，给刚进入游戏后端开发的同学一些指导。
这边文章我先说一下我理解的互联网和游戏后端开发的主要区别，然后着重讲一下游戏服务器开发需要的技术栈。
如果你想自己写一个服务器开发框架，那么希望这篇文章对你有一定的帮助。
互联网和游戏后端开发的区别

游戏特有的：

保持连接：游戏一般来说需要保持一个客户端到服务端的连接，可以对客户端的玩家的行为（移动，攻击，操作，互动，聊天）进行及时的反馈以及主动推送给相关的玩家。所以游戏更多的使用TCP来保持客户端和服务端的连接，少量游戏会使用UDP或者HTTP。
保持状态：服务端会保持一份玩家的实体，当玩家进行操作时，下次通信的数据会依赖之前的通信的数据。
主动推送：游戏服务器由于保持连接和状态，任何数据的改动可以通过服务端主动通知客户端的方式，这样就只需要推送修改的数据。不需要客户端频繁去刷新。
低带宽：因为游戏可以服务端保持状态，所以每次请求只需要发送修改的数据即可。
低延迟：很多游戏服务器，尤其是 RPG，MOBA， FPS等游戏，对延迟容忍度非常低，网络拥堵情况下tcp协议由于重传机制，拥塞机制导致非常慢，就需要重新设计协议来处理。
写频繁：游戏中的每一个操作都可能是一个数据，移动、攻击、交易、经验增长等等，所以游戏通常来说需要定时写数据，否则可能会有DB性能瓶颈。
互动：很多游戏是多人游戏，需要玩家互动，这个时候需要保持任何玩家之间都能及时的互动或者沟通，对服务器架构上的设计就有一定的要求，互联网的很多业务分离的微服务架构，很难让所有的玩家能及时的沟通。

互联网特有的：

请求响应：互联网应用一般只需要支持请求响应式的通信，最常用的协议是HTTP来做客户端和服务端的通信。
微服务：互联网应用一般来说只用关心自己的行为，而不太关注其他用户的行为，即使需要读到其他用户的数据，只需要刷新一下页面就好，也不需要服务端实时推送。
无状态：互联网的应用一般是无状态的，也就是每次进行不同的操作，都需要服务端进行完整的数据读取操作，无法利用上次请求的数据。
高带宽：互联网应用由于无状态的特性，每次请求不同的页面，需要加载所有的必要数据，比如每次进入到商品页面需要把商品的数据重新加载到客户端。
读频繁：互联网一般是一个读频繁的场景，需要大量的读取数据，只有特定的行为才需要写入。要考虑一定的缓存机制，对数据库的设计要求更高。
延迟容忍：可以容忍一定的延迟，100ms和10ms对用户的体验影响并不大。

一.聊聊服务器开发有哪些东西要考虑

1.开发语言的选择

工欲善其事,必先利其器，选择一门适合的开发语法对后期开发有着事半功倍的作用。
业界主要的是c/c++ + Python/lua模式做游戏服务器。c/c++做网络通讯数据传输，python/lua做业务逻辑。这样既保持了网络传输的效率(c++)，又提升开发效率(Python/lua)，同时也支持热更新。
当然，也有其他服务器开发语言，erlang(没用过，页游公司用的多),c#(大棒子国喜欢用，神奇的民族),Java(第一次听说时我惊呆了),node.js(少量游戏用的,还有一个node.js写的引擎叫pemolo),php(做http协议通讯的游戏时php+mysql也不失为一种好选择),...
看过两个游戏服务器引擎
1.firefly(9秒社团开发的一款python游戏服务器框架) https://github.com/9miao/Firefly
2.kbengine(作者说他按bigworld的架构来设计的,c++ + python的) https://github.com/kbengine/kbengine
2.数据库

现在比较流行的两种数据库，关系型数据库mysql和非关系型数据库mongodb。这是我用的最多的两个数据库。也有直接用Redis做数据储存的，当然一般是用来做缓存多一点。
3.服务端架构

讲一下我用过的其中一种架构模型，也是公司按着bigworld架构设计的： 1. GateServer: 首先要有一个GateServer(网关)服务器，负责客户端连接及消息转发到Game(游戏服),保持客户端到服务端的连接，没有任何逻辑，只做消息加密和解密，以及客户端和服务器消息的转发(相当于两者之间的桥梁)。

GameServer: GameServer是游戏进程,提供游戏逻辑功能(采用单进程(或者单线程)模型,游戏服务器的瓶颈从来不在CPU,所以只做逻辑功能的话单线程足够了,在这里没必要用多线程或多进程)。
DBManager: 实现数据库的读写，方便Game服务器异步读写数据库的数据(有些把数据库读写放在游戏服，没有单独的服务器，那恐怕游戏服单进程就不够用了)。
GameManager: 负责管理所有的GameServer，GameServer之间消息转发，提供广播到所有Game的功能。

4.协议

HTTP: 客户端与服务器之间协议通信，可以用tcp或者http。主要看游戏模型，如果是那种弱联网单机玩法，用http足够了，像天天酷跑之类，只在需要的时候处理一条http请求响应。
TCP: 不过tcp用的比较还是比较多的。现在的网络游戏大多数都是tcp，像MMORPG类游戏。我们现在的游戏就是同时用了http和tcp，客户端和游戏服采用http协议。只有多人战斗转向战斗服才采用tcp长链接。
UDP: 当tcp无法支撑的时候，就需要根据udp定制协议了，在一些高效率的场景下比如moba和FPS游戏中,tcp的拥塞控制和超时重传并不适合，有些就用的udp,然后自己做丢包重发，拿网络公平性换游戏局部的效率。这里推荐一个业内常用的对UDP协议的封装：
KCP: https://github.com/skywind3000/kcp 任何做游戏后端开发以及想要对TCP/UDP协议有更深的了解的同学都可以学一下KCP。

我个人并没有做过MOBA或者FPS类型的游戏，所以只是自己学习了 KCP，依然受益颇深。
5.存盘

有数据库就肯定有数据库读写操作，最主要的还是存盘(save),周期存盘还是即时存盘
即时存盘就是每一次操作数据都进行存到数据库，当然这样会导致对数据库的操作过于频繁，毕竟这是效率的瓶颈之一。
周期存盘也叫固定存盘，就是每隔固定时间存盘一次，比如10秒或者15秒，这样数据库的压力就会小很多，当然自己就要在服务端内存中做好数据操作，防止数据污染或者存盘不上导致回档。
二.开发一个游戏服务器需要掌握的开源技术

网络库

libevent,boost.asio等网络库，网上有很多开源网络库，与其自己造轮子，不如就用开源网络库作为自己服务器的通讯库。最出名的就属libevent和boost.asio了。 - Boost：Boost的ASIO是一个异步IO库，封装了对Socket的常用操作，简化了基于socket程序的开发。支持跨平台；

libevent：是一个C语言写的事件驱动的开源网络库；
skynet：云风写的 skynet(c + lua) 游戏服务器框架，简单好用；
Muduo：陈硕写的 Muduo(c++)，陈硕全程在秀他的c++技术；
KCP：上面提到过了，主要是对UDP的封装，有兴趣的可以看下;

协议解析

protobuf: 全称Google Protocol Buffers，是google开发的的一套用于数据存储，网络通信时用于协议编解码的工具库。它和XML或者JSON差不多，也就是把某种数据结构的信息，以某种格式（XML，JSON）保存起来， protobuf与XML和JSON不同在于，protobuf是基于二进制的。主要用于数据存储、传输协议格式等场合。
protobuf他的优势是对于传输比较大的数据产生的数据很紧凑很小，可以明显减小传输量。
而且处理速度也比较快，又有各种编程语言的实现，例如C++,Java,PHP等等。缺点是不能明文编辑(数据是二进制的)。
用protobuf rpc进行数据传输很方便，所以是一个不错的选择。google protobuf只负责消息的打包和解包,并不包含RPC的实现，所以需要自己实现。
缓存

memcached:一个高性能的分布式内存对象缓存系统，用于动态Web应用以减轻数据库负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高动态、数据库驱动网站的速度。可以用来做缓存，比如客户端本来每次操作都需要操作数据库，会严重影响效率，这时在中间加一层缓存系统，就提升了性能。基于http协议的通信用memcached是一个不错的选择，如果是tcp长链接，直接维护一个在线的内存对象就可以了。
Redis: 和memcached类似，主要的区别在于Redis支持存盘，可以当作数据储存，同时支持多种数据类型，比如ZSET经常用来做游戏排行榜。

<全文完>
欢迎关注我的微信公众号：码农在新加坡，有更多好的技术分享。

super1 · 发表于 2021-11-25 05:53

厉害

zt3ff3n · 发表于 2021-11-25 06:03

现在在虾皮？

Arzie100 · 发表于 2021-11-25 06:11

是的

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

手游服务器开发技术详解

本帖子中包含更多资源