什么写网络游戏服务器构架设计

　  今天我们说说，服务器划分原则，我们知道在现有的网络游戏服务器端架构中。多是以功能和场景来划分服务器结构的，负载均衡和集群暂且不在本文中讨论（bigworld、atlas）。

     同时服务器划分可以基于以下原则：

　　1，分离游戏中占用系统资源（cpu，内存，IO等）较多的功能，独立成服务器。

　　2，以多线程或多进程的编程方式适应多核处理器。

　　3，在同一个服务器架构下，应尽可能的复用某些服务器（进程级别的复用，比如3DMAX建筑设计场景服务器）。

　　4，运行时玩家数据的保存、修改及数据流向应该是设计的焦点，它同时也决定了服务器应该如何划分。

　　5，服务器的划分应该适度，在保证清晰的数据流向的前提下，根据游戏的类型和规模尽量减少服务器或服务器进程的个数，以减少服务器之间过多的复制数据、锁冲突（使用共享内存进行通讯时）。

　　6，主要按照场景划分进程，若需按功能划分，必须保持整个逻辑足够简单，并满足以上1、3两点。

　   二、运行时的玩家数据，

　　网络游戏服务器程序一项重要的工作就是根据client发过来的数据包，在服务器端模拟玩家的行为操作并把这些行为广播出去。那么服务器程序在运行时就需要一些实体来保存玩家的数据，这些实体可以是一个类，也可以是一个线程，设计思想不同采用的实体差别也会很大。这里涉及服务器端设计的一个核心问题：运行时玩家数据的保存、修改及数据流向。

　　云风通过抽象实体agent来处理单个client的服务请求，agent和client是1:1的关系（见图1）。agent是在gate程序后端，负责翻译、转发以及回应客户端发过来的请求。agent的主要工作内容见云风的《开发笔记(1)》。值得补充的是设计agent的主要优势是：

　　把对单个client服务的代码集中写在agent服务中。由agent再和内部其它服务沟通。数据加载使用共享内存的方案，由agent向持久化模块发出信号，做加载或纯盘处理，通过共享内存得到结构化数据块。

　　agent相当于client在服务器上对应的实体，玩家的属性和数据只能由agent来修改，别的服务只有读权限。通过attach操作获得数据（attach可能是通过服务器通讯框架skynet，也有可能直接mmap到共享内存sharedb上以获得数据）。

　　agent的设计使得整个系统对玩家数据的修改只有一个输入点，数据流十分的明确，易于维护。虽然这种设计可能会照成数据的多次复制，但是带来的代码维护和查错上的便利是十分可观的。

　　如果把所有的agent放在同一个进程里，在编程该程序时还应该考虑到容错问题，比如说（1）使用C++编写这个程序，agent以类的形式存在，使用threadpool来处理收到的数据包，实际操作时thread的数量是会远远小于agent的数量的，数据包到达后会在队列里等待thread调用agent的逻辑来处理。这是一种比较常见的设计方法，但要注意的是由于agent都放在一个进程里，程序的健壮性要求很高，一个进程core则会导致全服玩家掉线。而使用C++编写也增加了宕进程的可能性……..你懂的。（2）使用java编写，对于这种“中心节点”式架构来说可能是更好的选择，起码不是因为一个玩家的误操作(可能使用外挂)导致全服玩家掉线。（3）云风似乎是使用luacoroutine来实现agent的相互隔离和协同工作的，这样可以减少单一agent失败对其他agent的影响（动态语言的好处）。

　　sharedb在系统中的地位看上去像是database前端的cache，但就本人的理解sharedb的作用远不止是一个数据缓存。

　　和天龙八部的ShareMemory类似，sharedb也采用了定长的结构化数据（见《开发笔记(6)》），通过共享内存来实现进程间的数据共享。sharedb的存在使得游戏逻辑处理和数据保存逻辑得到很好的隔离，游戏逻辑不用关心后端的数据是如何保存的，只要sharedb挂上定期存盘的服务，在接口定义明确的情况下，后端到底采用什么样的数据库变得不是那么重要，从而降低了系统的耦合度。

　　          三、服务器底层框架skynet

　　skynet的设计思想见《Skynet设计综述》：

　　我希望我们的游戏服务器（但skynet不仅限于用于游戏服务器）能够充分利用多核优势，将不同的业务放在独立的执行环境中处理，协同工作。这个执行环境，最早的时候，我期望是利用OS的进程，后来发现，如果我们必定采用嵌入式语言，比如Lua的话，独立OS进程的意义不太大。LuaState已经提供了良好的沙盒，隔离不同执行环境。而多线程模式，可以使得状态共享、数据交换更加高效。而多线程模型的诸多弊端，比如复杂的线程锁、线程调度问题等，都可以通过减小底层的规模，精简设计，最终把危害限制在很小的范围内。这一点，Skynet最终花了不到3000行C代码来实现核心层的代码，一个稍有经验的C程序员，都可以在短时间理解，做维护工作。

　　做为核心功能，Skynet仅解决一个问题：

　　把一个符合规范的C模块，从动态库（so文件）中启动起来，绑定一个永不重复（即使模块退出）的数字id做为其handle。模块被称为服务（Service），服务间可以自由发送消息。每个模块可以向Skynet框架注册一个callback函数，用来接收发给它的消息。每个服务都是被一个个消息包驱动，当没有包到来的时候，它们就会处于挂起状态，对CPU资源零消耗。如果需要自主逻辑，则可以利用Skynet系统提供的timeout消息，定期触发。

　　Skynet提供了名字服务，还可以给特定的服务起一个易读的名字，而不是用id来指代它。id和运行时态相关，无法保证每次启动服务，都有一致的id，但名字可以。

　　本人感觉skynet像一个发布订阅的消息中间件（还没看源码，可能有误），这种基于服务的即插即用式的框架给服务器端带来很大的可扩展性，同时也使得各模块之间独立清晰，具有良好的可维护性。但是这里有个疑问，服务都以so的形式挂在skynet上，那么这些服务从哪里获取玩家、怪物、NPC等object的数据？是从skynet中获得还是直接从sharedb中获得，出于性能的考虑是不是要把skynet和sharedb部署在同一台物理主机上？这样一来就会增加设计和具体逻辑的耦合度。看了《Skynet集群及RPC》，感觉skynet上的服务是要通过skynet来获得玩家的数据，这样操作会不会导致数据被复制很多次，不知道最终的效率是否受到影响？

　　      四、gate

　　满足服务器划分原则里的第一点：分离游戏中占用系统资源（cpu，内存，IO等）较多的功能，独立成服务器。

　　gate的主要工作可以参见本系列blog的第二篇《网络游戏服务器构架设计（二）：刀剑Online-连接负载服务器CLS》

　　      五、场景管理器

　　主要用于管理静态场景和动态副本，比如agent登录时查询自己所在场景对应的服务器地址。

　　       六、场景服务器

　　场景服务器的内容我没有从《开发笔记》中得到太多的信息（可能level太低），更多的是以功能模块的形式写，比如springboot，AOI。不过其中有一点比较新颖的是云风认为player的位置、动作状态，战斗数值状态等都是场景的一部份，应该保存在场景中而不是agent中。本节有所更正见（八）补充。

　　据我的猜测，场景服务器应该会负责：

　　怪物行走控制，player移动更新及位置同步

　　怪物AI策略

　　区域性广播，场景广播

　　战斗逻辑

　　AOI服务（AreaOfInterest）

　　碰撞检测

　　自动寻径

　　需要注意的是场景服务器修改的一些数据应该以什么样的频率通知agent呢？比如player的位置信息，该信息是完全保存在场景数据里还是说agent里也有一份？