棋牌游戲服務(wù)器的架構(gòu)和特點

一，棋牌類服務(wù)器的特點

1，棋牌類不分區(qū)不分服

一般來說，棋牌游戲都是不分區(qū)不分服的。所以棋牌類服務(wù)器要滿足隨著用戶量的增加而擴(kuò)展的需要。

2，房間模式

即在同一局游戲中就是在同一個房間中，同一個房間中的人可以接收到其他人的消息。

3，每個房間的操作必須是順序性

這個特性類似與一般游戲的回合制，每個玩家的操作都是有順序性的。

二，需要解決的技術(shù)點

1，數(shù)據(jù)共享

因為棋牌類游戲不分區(qū)不分服，我們在設(shè)計服務(wù)器的時候，是按世界服的思想去設(shè)計，即服務(wù)器是一個n多臺物理機(jī)的集群。當(dāng)用戶登陸服務(wù)器，創(chuàng)建房間時，可能根據(jù)負(fù)載均衡算法，它可以在任何一臺服務(wù)器上面。所以，不管用戶登陸到哪一臺服務(wù)器上面了，都可以獲得自己的數(shù)據(jù)。我們可以使用redis來做數(shù)據(jù)共享。

2，如何進(jìn)入房間

在同一局游戲中，我們要求所有人都在同一個房間中，我們可以規(guī)定在同一個房間中的用戶，必須登陸到同一臺物理服務(wù)器上面。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，獲取這個房間所在的服務(wù)器ip和端口，判斷一個當(dāng)前用戶登陸的服務(wù)器ip與房間所在的服務(wù)器ip是否相同，如果相同，就不做切換，如果不一樣，客戶端就使用ip和端口，連接到房間所在的服務(wù)器上面。

3，保證房間操作的順序性

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它自己的消息個隊列。我們可以把每個房間到達(dá)服務(wù)器的消息封裝為一個任務(wù)，把這個任務(wù)放到消息隊列中，然后有一個任務(wù)執(zhí)行者去按順序執(zhí)行這些任務(wù)。

三，系統(tǒng)架構(gòu)

1，功能設(shè)計

a，登陸

一般都是需要接第三方登陸，登陸這一塊是http操作，我們統(tǒng)一提供一個web服務(wù)，用來做登陸驗證。因為在登陸時，調(diào)用第三方的http服務(wù)，這個過程可能很慢，如果放在邏輯服務(wù)器的話，可能會卡業(yè)務(wù)邏輯任務(wù)。因為可能不同的玩家業(yè)務(wù)請求可能同在一個線程中，如果有任務(wù)卡了，那么這個任務(wù)以后新來的請求請會卡住，導(dǎo)致消息延遲。

b，獲取游戲公告，也放在web服務(wù)中。公告一般是游戲登陸的時候向服務(wù)器獲取一次。把它放在web服務(wù)器中，與業(yè)務(wù)邏輯分離的好處是，當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)器維護(hù)或更新的時候，不影響用戶的登陸，和獲取公告，這樣用戶體驗會好一些。

c，創(chuàng)建用戶唯一的id，因為棋牌類游戲服務(wù)器是世界服，無分區(qū)，所以用戶的id必須是全局唯一的?？梢岳胷edis的incr方法，原子的遞增，如果不想被別人根據(jù)userid的遞增推算出有多少注冊用戶，遞增的梯度可以隨機(jī)，比如每次遞增的值從1到1024中隨機(jī)一個。

d，創(chuàng)建房間，當(dāng)房間主創(chuàng)建房間時，房間的id需要在任何臺服務(wù)器上可以查詢到，所以創(chuàng)建房間成功后，房間id要存儲在共享內(nèi)存redis中，每個房間id對應(yīng)一個房間所在的ip地址或服務(wù)器id.這樣，當(dāng)有用戶要進(jìn)入房間，在查詢房間id時，可能判斷這個房間是否和自己登陸的游戲服務(wù)器相同。

e，查找加入房間

根據(jù)房間id查詢房間，查找到房間后，獲取房間所在的ip地址或服務(wù)器id,如果發(fā)現(xiàn)和自己所登陸的服務(wù)器一樣，直接可以加入房間。如果不一樣，把這個房間所在的ip和端口返回給客戶端，讓客戶端重新與房間所在的服務(wù)器建立連接，使用登陸時的token驗證用戶。

f，游戲腳本調(diào)用

在驗證游戲是否合法時，客戶端與服務(wù)器都要驗證，驗證的算法是一樣的，所以可以使用腳本來寫，寫一份腳本，在服務(wù)器與客戶端中同時使用。可以使用lua。同一個算法使用同一個腳本 ，這樣在開發(fā)新的同類型棋牌游戲時，只需要替換一下這個腳本就行了，不用再重復(fù)開發(fā)。

3，后臺管理系統(tǒng)

這個一般是根據(jù)運(yùn)營需求開發(fā)的，每個公司不一樣。不過有一點，后臺管理系統(tǒng)可能要和游戲服務(wù)器通信，這種通信方式最好是采用redis的訂閱/發(fā)布機(jī)制。這樣可以把某個消息事件同時發(fā)送到所有的業(yè)務(wù)服務(wù)器上面。根據(jù)用戶所在的服務(wù)器進(jìn)行處理。

4，玩家同屏

玩家同屏是棋牌游戲中的一個重點，對于做過那些大型的arpg，或mmo游戲的程序員來說，這并不是什么難事。因為同屏就是服務(wù)器對客戶端的消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。一個房間四個人，一個人出的牌或操作能被其他三個人同時看到。

因為棋牌游戲的同步數(shù)據(jù)量比較小。一般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(wù)器請求一個用戶的消息隊列，當(dāng)一個玩家有操作需要同步到其他玩家時，在服務(wù)器端先把這個消息放到這個用戶的消息隊列中。等待客戶端的拉取操作。這種方式的好處是，不需要考慮網(wǎng)絡(luò)閃斷或網(wǎng)絡(luò)不好的情況，信息都是同步獲取的。缺點是，定時拉取的時間間隔很短，可能不到一秒就會拉取一次。

2，服務(wù)器主動推送

當(dāng)一個用戶出牌的消息需要同步給其他玩家時，服務(wù)器會獲得這個玩家與服務(wù)器建立的socket連接，然后服務(wù)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(luò)閃斷，消息丟失的問題。因為服務(wù)器推送的消息，客戶端有可能會收不到。所以客戶端需要根據(jù)心跳來判斷網(wǎng)絡(luò)是否有斷開過，如果有斷開，需要重新從服務(wù)器拉取整個房間狀態(tài)的消息?；蛘吒鶕?jù)服務(wù)器發(fā)送的消息號，如果客戶端發(fā)現(xiàn)接收到的服務(wù)器消息號有跳號的，比如應(yīng)該接收10，卻收到了12，說明中間有消息丟失，需要重新拉取整個房間的狀態(tài)信息。

這種方式的缺點是，開發(fā)復(fù)雜，需要考慮一些網(wǎng)絡(luò)問題。優(yōu)點是，只有在有消息的時候才會推送，沒有的話不推送，不占用帶寬等系統(tǒng)資源，可以增加用戶同時在線量，也就是增加了服務(wù)器的承載量。

5，數(shù)據(jù)同步和持久化

1，由于棋牌類的游戲數(shù)據(jù)少，計算量也小，所以完全可以不使用內(nèi)存緩存，而直接使用redis共享內(nèi)存，用戶的所有數(shù)據(jù)都緩存在redis中。更新也同步更新到redis中，這樣不管一個用戶登陸哪一臺業(yè)務(wù)服務(wù)器，都能獲得自己的最新數(shù)據(jù)。

2，更新數(shù)據(jù)庫，由于數(shù)據(jù)第一緩存是redis，所以活躍的用戶數(shù)據(jù)都是可以從redis中直接獲得的，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)會數(shù)據(jù)的延遲。需要注意的一點是，數(shù)據(jù)的異步更新必須保證是有順序的。那么這就會產(chǎn)生一個問題，怎么保證用戶的更新不會亂呢？

3，如何保證更新的順序性

因為我們的業(yè)務(wù)服務(wù)器是多個的，用戶可能連接其中的任何一個，如果說登陸的是服務(wù)器A,加入的房間在服務(wù)器B上，那么連接就會切換。為了保證數(shù)據(jù)更新的順序，我們可以做一個數(shù)據(jù)庫持久化服務(wù)，把需要更新數(shù)據(jù)庫的任務(wù)實時發(fā)送到這臺服務(wù)器上，由數(shù)據(jù)庫持久化服務(wù)執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的更新。這樣不管用戶連接的哪臺業(yè)務(wù)服務(wù)器，它的更新都是有順序保證的。

4，一種快速簡單的方法

由于棋牌類的業(yè)務(wù)少，數(shù)據(jù)更新少，所以查詢可以有redis緩存，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，前期不需要開發(fā)數(shù)據(jù)庫持久化服務(wù)。等用戶積累到一定程序之后，發(fā)現(xiàn)更新數(shù)據(jù)庫比較慢的時候，再單獨(dú)做一個數(shù)據(jù)庫持久化服務(wù)。

四，服務(wù)器架構(gòu)

1，登陸時，客戶端首先向登陸的web服務(wù)器請求登陸信息，登陸成功之后，返回登陸的token,為了適應(yīng)大規(guī)模的web請求和登陸服務(wù)的穩(wěn)定，可以使用nginx做負(fù)載均衡。

2，登陸成功之后，請求負(fù)載均衡服務(wù)器，獲取一臺連接的業(yè)務(wù)服務(wù)器。這個負(fù)載均衡服務(wù)器可以和登陸web在一個進(jìn)程中，也可以獨(dú)立出來。

3，拿到登陸成功的token和需要連接的業(yè)務(wù)服務(wù)器的ip和端口之后，再去連接業(yè)務(wù)服務(wù)器。連接成功之后，要使用token到登陸服務(wù)器去驗證，這個用戶是否登陸了。

4，同一個房間的用戶要連接到同一臺物理服務(wù)器上面。在上面已經(jīng)說過了。

5，redis用來做共享緩存。

6，mysql做持久化存儲。

7，數(shù)據(jù)庫持久化服務(wù)器，統(tǒng)一做數(shù)據(jù)入庫操作。

五，關(guān)于網(wǎng)關(guān)的問題

1，網(wǎng)關(guān)的作用

a，轉(zhuǎn)發(fā)消息包

b，業(yè)務(wù)的負(fù)載均衡，比如A業(yè)務(wù)由服務(wù)器a處理，B業(yè)務(wù)由服務(wù)器b處理，由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

c，維護(hù)與客戶端的連接

d，帶寬的整合，一般的云服務(wù)都是按購買的服務(wù)器計算帶寬的。通過一臺服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)消息，可以只購買一個大帶寬就可以了。以節(jié)約成本。

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