棋牌游戲服務器內(nèi)部架構(gòu)基本功能解析和需要注意的東西

• 數(shù)據(jù)共享如何實現(xiàn)

由于棋牌類不分區(qū)不分服，一般都會按世界服的思路來設計，也就是說，服務器是一個由多臺物理機組成的集群。當用戶登錄服務器后創(chuàng)建房間時，會根據(jù)負載均衡算法分布到任何一臺服務器上。所以，不管用戶登錄的是哪一臺服務器都是可以獲取玩家的數(shù)據(jù)，一般都會采用Redis來做數(shù)據(jù)共享。

• 如何進入房間

在同一局游戲中，會要求所有人都在同一個房間中，可以規(guī)定在同一間房間中的用戶必須登錄到同一臺物理機上。在創(chuàng)建房間完成之后，其他人根據(jù)房間號查找房間的時候，可以根據(jù)房間號換取房間所在服務器的IP和端口，判斷當前登錄用戶的服務器的IP的端口是否和所在服務器是否一致，若相同則不做切換，若不同則需連接到房間所在的服務器上。

• 如何保證房間操作的順序

創(chuàng)建房間成功之后接下來的操作都要保證它的順序性，所以房間需要有一個自己的消息隊列，可以把每個房間到達服務器的消息封裝為一個任務，將這個任務放到消息隊列中，然后有一個任務執(zhí)行者去按順序執(zhí)行這些任務。

• 登錄

登錄都需要接入第三方，所以這塊是HTTP操作，需統(tǒng)一提供一個Web服務，用來做登錄驗證。因為在登錄時調(diào)用第三方的HTTP服務的過程會很慢。如果放在邏輯服去做的話可能會卡住業(yè)務邏輯任務。因為不同的玩家業(yè)務請求可能在一個線程中，如果有任務卡那么這個任務之后新來的請求都會被卡住，進而會導致消息延遲。

• 公告通知

公告一般會在登錄時向服務器獲取一次，將它放在Web服務器與業(yè)務邏輯分離，當業(yè)務邏輯服維護或更新時不會影響用戶的登錄。

對于世界消息通知，統(tǒng)一由網(wǎng)關處理并發(fā)送給本網(wǎng)關中所有的用戶。對于管理后臺發(fā)送過來的通知，如玩家充值、自動廣播等，可直接發(fā)送到網(wǎng)關提供的HTTP服務接口，由網(wǎng)管統(tǒng)一發(fā)送給網(wǎng)管中的所有用戶。對于游戲內(nèi)的通知，如結(jié)算通知等，可直接使用游戲中的通知模塊處理之后，發(fā)送到網(wǎng)管在發(fā)送給各個客戶端。

• 用戶ID

由于棋牌類游戲是世界服無分區(qū)，所以用戶的ID必須是全局唯一的，可以利用Redis的incr()方法原子的遞增，如果不想被別人根據(jù)遞增的ID推算出有多少注冊用戶，遞增的梯度可以隨機，比如每次遞增的值都是從1到1024中隨機的一個。

• 創(chuàng)建房間

當房主房間房間時，房間ID需要在任何一臺服務器都可以查詢到，所以創(chuàng)建房間成功后，房間ID要存儲在貢獻內(nèi)容Redis中，每個房間ID對應一個房間所在的IP或服務器ID。當有用戶進入房間查詢房間ID時，可以判斷房間是否和自己登陸的游戲服是否相同。

• 查找并加入房間

根據(jù)房間ID查找到房間后，獲取房間所在服務器的ID或IP，如果和所登錄的服務器相同，就可以直接加入房間。如果不一樣，則要把房間所在服務器的ID或IP返回給客戶端，讓客戶端重新與房間所在服務器建立連接，并使用登錄時的token驗證用戶。

• 游戲腳本調(diào)用

在驗證游戲是否合法時，客戶端和服務器都需要驗證，驗證的算法是一樣的，使用Lua腳本編寫一份腳本，在服務器和客戶端都可以同時使用。同一個算法使用同一個腳本，在開發(fā)新的同類游戲時，只需要替換下腳本，也就不用再重復開發(fā)。

• 后臺管理系統(tǒng)

棋牌類后臺管理系統(tǒng)會根據(jù)運營需求開發(fā)，需求不一。不過后臺管理系統(tǒng)是要和游戲服務器通信的，這種通信方式最好是采用Redis的訂閱發(fā)布機制，這樣可以把某個消息事件同時發(fā)送到所有業(yè)務服務器上，并根據(jù)用戶所在服務器進行處理。

• 玩家同屏

玩家同屏是棋牌類游戲的一個重點，對應大型ARPG或MMO游戲來說，這并不是什么難事兒。因為同屏就是服務器對客戶端的消息進行轉(zhuǎn)發(fā)。由于棋牌游戲同步數(shù)據(jù)量比較小，常見的同步方式有兩種：

1. 客戶端主動拉取

客戶端定時主動向服務器請求一個用戶的消息隊列，當一個玩家有操作需要同步到其他玩家時，在服務器端先把消息放到用戶的消息隊列中，等待客戶端的拉去操作。這種做法的好處是不需要考慮網(wǎng)絡閃斷或弱網(wǎng)環(huán)境，消息都是同步獲取的。缺點是定時拉取的時間間隔很短，可能會不到一秒就要拉取一次。

2. 服務器主動推送

當一個玩家出牌的消息需要同步給其他玩家時，服務器會獲得這個玩家和服務器建立的socket連接，然后服務器使用socket主動向客戶端發(fā)送消息。這種方式要考慮網(wǎng)絡閃斷造成消息丟失的問題。因為服務器推送的消息客戶端可能會收不到，所以客戶端需要根據(jù)心跳來判斷網(wǎng)絡是否斷開連接，如果斷開就需要重新從服務器拉取整個房間狀態(tài)，或者是根據(jù)服務器發(fā)送的消息號，當客戶端接收到的服務器消息號有跳號時，比如應該收到10卻收到20說明中間有消息丟失，這個時候需要重新拉整個房間的狀態(tài)信息。這種做法的缺點是開發(fā)復雜，需要考慮網(wǎng)絡問題。優(yōu)點是只有在有消息時才會推送，沒有的話不推送，不占用帶寬等網(wǎng)絡資源，可以增加用戶同時在線數(shù)量，也就增加了服務器的承載量。

• 共享內(nèi)存

共享內(nèi)存在系統(tǒng)中的地位看上去很像是數(shù)據(jù)庫前端的緩存，和《天龍八部》的ShareMemory類似，sharedb也采用定長的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過共享內(nèi)存來實現(xiàn)進程間的數(shù)據(jù)共享。sharedb的存在使得游戲邏輯處理和數(shù)據(jù)保存邏輯得到很好的隔離，游戲邏輯不必關心后端的數(shù)據(jù)是如何保存的，只要sharedb掛上定期存盤的服務，在接口定義明確的情況下，后端到底采用什么樣的數(shù)據(jù)庫變得不是那么重要，從而降低了系統(tǒng)的耦合度。

• 數(shù)據(jù)同步和持久化

由于棋牌類游戲數(shù)據(jù)量少，計算量也很小，所以完全可以不使用內(nèi)存緩存而直接使用Redis做共享內(nèi)存，用戶的所有數(shù)據(jù)都緩存到Redis中，更新也同步更新到Redis中，這樣不管一個用戶登錄哪一臺業(yè)務服務器都能獲得自己的最新數(shù)據(jù)。

在更新數(shù)據(jù)庫時由于數(shù)據(jù)第一緩存是Redis，所以活躍的用戶數(shù)據(jù)都可以從Redis中直接獲得，而不用查詢數(shù)據(jù)庫，所以數(shù)據(jù)庫的更新可以采取異步更新，而不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)延遲。但需要注意的是數(shù)據(jù)的異步更新必須是有序性的，那么這就產(chǎn)生了一個問題，如何保證用戶的更新不會亂呢？

因為業(yè)務服務器是由多個的，用戶可能連接到其中的任意一臺，如果說登錄的是服務器A加入的房間時服務器B，那么連接就會切換，為了保證數(shù)據(jù)更新的順序，可以做一個數(shù)據(jù)持久化服務，將需要更新數(shù)據(jù)庫的任務實時發(fā)送到這臺服務器上，由數(shù)據(jù)庫持久化服務執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的更新，這樣不管用戶連接到那臺業(yè)務服務器它的更新都是由順序的。

由于棋牌類的業(yè)務少數(shù)據(jù)更新少，所以查詢可以有Redis緩存以減少數(shù)據(jù)庫查詢的壓力，而更新實行實時更新到數(shù)據(jù)庫，前期可以不需要開發(fā)數(shù)據(jù)持久化服務，等用戶積累到一定數(shù)量后，發(fā)現(xiàn)更新數(shù)據(jù)庫比較緩慢的時候再單獨做一個數(shù)據(jù)庫持久化服務。

Redis負責緩存，由于緩存的數(shù)據(jù)是最新的，通常會比數(shù)據(jù)庫中的要新。例如在玩家登錄游戲后，玩家所有的數(shù)據(jù)都以Redis中為準，Redis中的數(shù)據(jù)會定時同步到數(shù)據(jù)庫中，同步的有游戲服務器中的模塊同步，另外一般5分鐘同步一次所有變更的玩家數(shù)據(jù)。如果Redis啟動了RDB快照，則會自動定時同步數(shù)據(jù)到磁盤。

• 存儲方案

網(wǎng)關維護一份當前啟用的游戲數(shù)據(jù)并存儲在Redis中，采用哈希的結(jié)構(gòu)。游戲服連接到網(wǎng)關后，網(wǎng)關記錄啟用的游戲到Redis中，登錄服在用戶登錄時需要從這里讀取啟用的游戲列表。

網(wǎng)關和游戲服共同維護一份在線玩家數(shù)據(jù)并采用哈希結(jié)構(gòu)，玩家加入房間成功后由游戲服設置在線數(shù)據(jù)，玩家推出時由游戲服更新數(shù)據(jù)并同步到客戶端。

玩家在游戲中的各種行為由游戲服保存在進程內(nèi)存中，玩家賬戶變更時由游戲服直接更新Redis中的用戶數(shù)據(jù)，玩家道具變更時由游戲服中的異步更新模塊負責更新并同步到客戶端。

玩家斷線時，網(wǎng)關捕獲到網(wǎng)關斷線，直接通知游戲服進行相應邏輯處理并更新共同維護在Redis中的數(shù)據(jù)。

網(wǎng)關斷線時游戲服捕獲到網(wǎng)關斷線，而對于扎金花、斗牛等這種超時自動棋牌的游戲，游戲服需要設置當前游戲中的所有玩家斷線。對于斗地主這種超時則對服務器進行自動托管而不做任何操作，當游戲結(jié)束后30秒不準備則會自動踢人，并共同維護Redis中的數(shù)據(jù)。

網(wǎng)關啟動時，當玩家重新連接網(wǎng)管，此時檢查玩家是否在游戲中，如果在則立即返回并不做任何操作。

游戲服斷線時網(wǎng)關捕獲到，會從Redis中刪除游戲數(shù)據(jù)并通知所有在斷線游戲中的玩家游戲斷線返回大廳，并刪除用戶在線數(shù)據(jù)中的游戲字段。

游戲服啟動之后連接網(wǎng)關，網(wǎng)關注冊游戲數(shù)據(jù)并保存到Redis中。

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