它有自己的包管理机制,工具链成熟,从开发、调试到发布都很简单方便;有反向接口、defer、coroutine等大量的syntactic sugar;编译速度快,因为是强类型语言又有gc,只要通过编译,非业务毛病就很少了;它在语法级别上支持了goroutine,这是大家说到最多的内容,这里重点提一下。首先,coroutine并不稀罕,语言并不能超越硬件、操作系统实现神乎其神的功能。golang可以做到事情,其他语言也可以做到,譬如c++,在boost库里面自己就有的coroutine实现(当然用起来跟其他boost库一样恶心)。golang做的事情,是把这一套东西的使用过程简化了,并且提供了一套channel的通信模式,使得程序员可以忽略诸如死锁等问题。
goroutine的目的是描述并发编程模型。并发与并行不同,它并不需要多核的硬件支持,它不是一种物理运行状态,而是一种程序逻辑流程。它的主要目的不是利用多核提高运行效率,而是提供一种更容易理解、不容易出错的语言来描述问题。
实际上golang默认就是运行在单OS进程上面的,通过指定环境变量GOMAXPROCS才能转身跑在多OS进程上面。有人提到了的pomelo,开源本来是一件很不错的事情,但是基于自己对callback hell的偏见,我一直持有这种态度:敢用nodejs写大规模游戏服务器的人,都是真正的勇士 : ) 。
2、Erlang与Golang的coroutine有啥区别,coroutine是啥?
coroutine本质上是语言开发者自己实现的、处于user space内的线程,无论是erlang、还是golang都是这样。需要解决没有时钟中断;碰着阻塞式i\o,整个进程都会被操作系统主动挂起;需要自己拥有调度控制能力(放在并行环境下面还是挺麻烦的一件事)等等问题。那为啥要废老大的劲自己做一套线程放user space里面呢?并发是服务器语言必须要解决的问题;system space的进程还有线程调度都太慢了、占用的空间也太大了。把线程放到user space的可以避免了陷入system call进行上下文切换以及高速缓冲更新,线程本身以及切换等操作可以做得非常的轻量。这也就是golang这类语言反复提及的超高并发能力,分分钟给你开上几千个线程不费力。
不同的是,golang的并发调度在i/o等易发阻塞的时候才会发生,一般是内封在库函数内;erlang则更夸张,对每个coroutine维持一个计数器,常用语句都会导致这个计数器进行reduction,一旦到点,立即切换调度函数。
中断介入程度的不同,导致erlang看上去拥有了preemptive scheduling的能力,而golang则是cooperative shceduling的。golang一旦写出纯计算死循环,进程内所有会话必死无疑;要有大计算量少i\o的函数还得自己主动叫runtime.Sched()来进行调度切换。
3、golang的运行效率怎么样?
我是相当反感所谓的ping\pong式benchmark,运行效率需要放到具体的工作环境下面考虑。
首先,它再快也是快不过c的,毕竟底下做了那么多工作,又有调度,又有gc什么的。那为什么在那些benchmark里面,golang、nodejs、erlang的响应效率看上去那么优秀呢,响应快,并发强?并发能力强的原因上面已经提到了,响应快是因为大量非阻塞式i\o操作出现的原因。这一点c也可以做到,并且能力更强,但是得多写不少优质代码。
然后,针对游戏服务器这种高实时性的运行环境,GC所造成的跳帧问题确实比较麻烦,前面的大神 @达达 有比较详细的论述和缓解方案,就不累述了 。随着golang的持续开发,相信应该会有非常大的改进。一是屏蔽内存操作是现代语言的大势所趋,它肯定是需要被实现的;二是GC算法已经相当的成熟,效率勉勉强强过得去;三是可以通过incremental的操作来均摊cpu消耗。
用这一点点效率损失换取一个更高的生产能力是不是值得呢?我觉得是值得的,硬件已经很便宜了,人生苦短,让自己的生活更轻松一点吧: )。
4、基于以上的论述,我认为采用go进行小范围的MMORPG开发是可行的。
游戏 行业是阿里云最早聚焦的行业之一,近年来 游戏 行业的变化、云计算产品技术的变化都与日俱进。随着行业业务的变化、技术架构的演进以及阿里云产品的迭代演进,整体的产品技术选型在不同的 游戏 场景、业务场景也不尽相同。本文将聚焦阿里云弹性计算产品在 游戏 行业的方案实践经验。
当前, 游戏 行业的各种场景和行业发展密不可分。简单回顾电子 游戏 的发展,80年代的黑白机,90年代的PC单机 游戏 ,00年代前夕随着互联网的发展网络 游戏 开始盛行,2010年后随着移动设备的逐渐普及,手游在国内开始兴起。
从 游戏 终端来区别,主要有:主机 游戏 (往往是3A 游戏 )、PC 游戏 、移动 游戏 和网页 游戏 等。目前出现跨平台多端 游戏 ,以及云 游戏 化的趋势。
关于 游戏 的品类区别会有非常多的维度:RPG(角色扮演)、MOBA类、竞技类、FPS(射击类)、休闲类、卡牌类、棋牌类、SLG(策略类)等等。目前有多品类融合玩法裂变的趋势。
随着国内防沉迷、版号因素,近年来 游戏 行业诞生了越来越多的精品 游戏 ,出海全球化乃至区域化,以及整体存量用户增速放缓,长线运营、精细运营以及私域社区等运营方式也在悄然变化。
不同的业务场景技术架构不尽相同,如竞技类 游戏 和卡牌类 游戏 对计算的需求就有所区别,云 游戏 与常规的网络 游戏 架构也有所区别。这里主要从 游戏 服和 游戏 平台、大数据、云 游戏 这四个目前常见的场景简单介绍其架构。
游戏 服,从 游戏 类型来看有RPG、FPS、MOBA、SLG、棋牌、休闲等等;从 游戏 平台来看通常有主机、手机、PC等;从业务发行来看有全球、国内、海外,从部署架构来看有集中部署和分区部署;从技术架构来看, 游戏 行业也有逐渐分层解耦的趋势,但与互联网应用相比,有一定其独特性。
因为 游戏 的强交互性特点, 游戏 技术架构与其他互联网应用相比有一定独特性。 游戏 需要保持会话连接,也就是从一个客户端到服务端的长连接,便于对客户端中玩家的操作、行为等进行及时的反馈以及推送给共同 游戏 或对战的其他玩家,所以 游戏 普遍对网络质量更加敏感,网络质量较差的情况会使长连接断开或重连,引起玩家掉线。 游戏 也需要保持会话的状态,既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,这也是一些MMO(多人在线)大型 游戏 对网络吞吐性能要求较高的原因之一。再比如FPS、MOBA类等多人对战类 游戏 ,交互性更强,对网络延迟容忍度更低,要求低延迟。因为 游戏 需要比较高密度的记录玩家的操作以及结果,所以有频繁写入数据的特点,这类场景需要较强的IO性能。因为 游戏 强交互性、低延迟的特点,其技术架构也和互联网应用不同,在逐渐分层解耦的同时,需要保证 游戏 玩家的交互效果,同时也会依赖到底层服务器的计算能力。
这些都是 游戏 场景普遍存在的特点:长连接保持会话、保持状态、低延迟网络、高IO吞吐、高计算性能。
游戏 的部署架构会结合 游戏 业务特点、 游戏 运营需求来制定 游戏 服务,有分区分服、全区全服业务逻辑,分区分服还是全区全服,最大的架构差异在于数据是不是一套。而从部署方式看,主要是集中式部署和分区域部署。
集中部署就是不论 游戏 玩家在哪里, 游戏 服务集中在一个区域,适合对网络延迟要求通常不高的 游戏 类型,如休闲类;分区部署是指 游戏 服务器根据 游戏 玩家地域分布,分区域部署,方便就近接入,适合对网络延迟要求较高的 游戏 类型,如MOBA、FPS类。
典型架构
MMO类有高并发特点,大量玩家并发的高计算量负载对服务器的计算能力和稳定性有着极高的要求。同时MMO类 游戏 有着比较强的PVE或PVP特性,对网络延迟的容忍度较低。
其中网关服务器负责所有网络数据包的转发,通常是网络负载较集中的点,对于网络吞吐能力要求较高。单个 游戏 区承载玩家数量高,逻辑服务器通常按照场景地图来划分,规模再大会通过分区的方式实现。
数据中心服务器负责缓存玩家数据并异步入库,保障玩家客户快速获取和写入数据,对于可用性要求较高,需要配合应用层实现数据容错机制。
日志服务器承载了大区所有业务行为的日志收集及处理的压力,对磁盘写入性能要求较高,通常采用多台分组方式实现。
(1)MMO 游戏 服性能与稳定需求,建议使用最第7代ECS实例,根据实际需求选型c计算型(CPU与内存配比1:2)/g通用型(1:4)/r内存型(1:8),Intel Ice Lake 2.9GHz基频3.5GHz睿频提供超高性能,能更好地优化 游戏 体验。
(2)异步落库以及日志服务器,对于磁盘读写性能要求高的场景,建议云上使用ESSD PL 0/1/2/3根据业务性能需要选择,避免磁盘读写瓶颈。
(3)在 游戏 日常版本更新中,需要各个地域Region镜像的快速复制,基于ESSD快照异地复制的能力,能够提升镜像复制效率。
(4)分区分服等场景往往需要快速地开服滚服合服,通过CADT云速搭、ESS弹性伸缩、OOS运维编排、ROS资源编排等云上运维工具搭配产品使用,能够提升云上运维效率。
ii. FPS、MOBA类 游戏 架构介绍
MOBA类 游戏 主要包括PVP系统、PVE系统、 游戏 平台等几个主要部分,其中PVP战斗是MOBA/FPS 游戏 的核心。
PVP、PVE、 游戏 平台功能部署于同一VPC中,构成 游戏 大区;战斗服务器(往往)单独跨地域部署。
游戏 客户端首先接入到登录服务器中,完成登录认证、计费等 游戏 平台逻辑。为避免单点问题,所以 游戏 平台服务往往需要高可用方案。可利用云上高可用方案,包括便捷的运维工具满足业务高可用需求。
FPS/MOBA竞技 游戏 ,往往对延迟特别敏感,可以想象,竞技类 游戏 中对战的 游戏 场景:玩家操控人物,在地图里步伐飘逸,枪声密集,每一颗子弹都是一次时间加上空间的矢量计算,而且需要在主进程中完成计算,那么算力需求就随着房间玩家数量上升而指数爆炸,5V5的房间和大房间100人(吃鸡)对算力的需求完全不同。
游戏 这部分重算力场景,推荐阿里云7代高主频或七代实例,更高的单核性能提供更好的战斗效果。
战斗房间类 游戏 ,因为业务本身峰谷特性,灵活地使用云上资源的弹性能力,往往会较好地优化整体的资源使用成本。阿里云弹性计算本身提供了非常灵活的付费方式,包括常规的按量实例、包月包年实例、以及通过节省计划/预留实例券去抵扣按量实例资源,兼顾资源灵活使用的同时达到更优的成本。
此外,为更进一步释放开发运维的效率,当前一些 游戏 也采用了容器化技术架构,阿里云的ACK+ECS/ECI弹性容器实例组合搭配使用,更进一步释放了基础资源的灵活性和弹性能力。
业务场景
游戏 平台(不限于FPS、MOBA类)主要提供的服务:官网、客服、注册、登录、充值、兑换、商城、推送、公告、社区、SDK及邮件、短信等公共服务;包括内容审核、视频录制、弹幕、转码、剪辑、RTC这些业务需要的基础服务,以及运维监控、发布平台、测试平台这些运维等平台服务。
这部分更接近于通用的互联网技术架构,以服务为颗粒度解耦,接入->网关->应用->数据库。
技术特点
这往往通常需要构建高可用基础架构来提升稳定性,业务突发期往往需要一定的弹性能力。相比于 游戏 服务这部分容器化就更加普及,也更容易通过云上的比如弹性容器实例去应对流量峰值场景。在视频录制场景,对实时性要求较高时,往往会基于GPU能力构建,这部分阿里云也提供了vGPU/cGPU能力,释放GPU的灵活性。
大数据是当前 游戏 业务经营、 游戏 运营主要的技术手段,主要面向平台数据运营、 游戏 数据分析、广告转化分析、安全运营分析等 游戏 核心运营场景。不同的场景对实时性要求不同,实时查询检索通常是经营分析、客户受理、玩家监测、在线等场景;离线报表通常是玩家行为分析、用户画像、特征挖掘等场景。
总体而言,实时性业务更多是业务查询类、简单计算类任务,比如买量转化的分析;离线类基本是分析类、预测类任务,比如 游戏 玩法分析。
从技术架构来看,得益于开源社区技术栈的高丰富度,大数据具体的技术选择非常之多,整体从存算一体到存算分离,也诞生像数据仓库、数据湖乃至湖仓一体等概念。
从数据架构流程来看,从数据源->数据采集、传输->数据计算、存储->数据应用,其中可选看技术方案也需要因地制宜。
从部署架构来看,不同的 游戏 公司处在不同的数据建设阶段,会有不同的选择倾向,包括完全自建、基于云自建大数据、基于云上托管、以及利用更多云上成熟的产品技术去丰富整体的大数据能力集,而后者也成为越来越多客户的选择。
拿云上大数据方案举例来讲,比如实时计算部分,选择SLS采集、Kafka数据网关通道,通过Flink做数据计算,通过ES或CK做数据分析,通过ADB以及QuickBI做数据应用展示。离线方案通过OSS做冷数据存储,Spark、Hive、HDFS等组件做数据计算存储,通过CK汇聚分析,通过Dataworks做数据应用。
具体计算存储的产品选型,主要根据不同的业务特性以及大数据应用特性来区分,根据数据容量、IOPS、吞吐、读写特点以及性价比来选择。
如刚刚举例的实时计算/近实时计算场景,Flink具备高性能、低延迟特点,所以是计算密集、网络性能高场景,推荐选型七代ECS实例或6代增强实例;如HDFS需要超大存储容量,高吞吐,推荐D系列本地盘实例,如D2S存储型本地盘实例。Remote Shuffle Service等处理结果多的场景,读写处理频繁如大量的join计算,需要综合来看计算、网络、存储性能以及综合成本来选择通用实例(如第7代ECS实例)或i系列本地盘实例。所以,最终在云上的资源选型,在性能满足的前期下,需要评估通过网络传输数据成本高(云盘),还是就地取材计算成本高(本地盘),不同模型、不同量级选择不同。
从内存处理(成本最高、性能最好、存储容量最小)、SSD本地盘、HDD本地盘、ESSD云盘、OSS对象存储(成本最优、性能一般、存储容量最大),逐渐分层解耦,还带来一个好处:充分释放了云上弹性的能力,可以利用更轻巧的弹性计算产品(如SPOT抢占式实例方式,或ECI容器实例)进行大数据计算,达到更好的弹性能力去满足业务需求的同时也能节约更多的成本。
云 游戏 主要分终端和云端。终端部分基于Windows、iOS、Linux等操作系统的终端设备包括手机、平板、电脑、电视机、VR一体机等。云端架构主要是 游戏 应用层、云 游戏 平台层、IaaS基础资源层,应用层包括PC 游戏 、手游、VR 游戏 、H5 游戏 等多种类型的 游戏 应用;平台层云 游戏 必须的运营平台、支撑平台、流化技术平台等;IaaS基础资源层包括基础网络、基于X86架构以及ARM架构的GPU服务器。
云 游戏 落地,在技术上也经历了诸多挑战,为满足端到端高性能低时延,网络调度、指令串流、编解码、多终端的SDK适配等等都是云 游戏 场景中不可避免的技术问题。
对于云端算力来讲,阿里云解决了云端渲染、串流以及编解码问题,并通过全系列GPU产品来满足云手游、端游、VR乃至企业级视觉渲染场景的需求。
总结来讲,阿里云弹性计算通过云上的串流、编码加速、渲染加速等全套的技术帮助 游戏 客户给云 游戏 玩家提供更好的性能体验,通过基于阿里云全球数据中心可以帮助云 游戏 客户覆盖更多的用户,通过GPU多种产品形态和整体的弹性能力,也帮助到 游戏 客户去更快捷更灵活的构建其云 游戏 业务。
阿里云通过多年的技术积累和持续的运营,提供了大规模的基础设施云服务,目前在全球部署了26个地域、82个可用区,通过优异稳定的性能表现帮助 游戏 客户高效稳定地运行 游戏 业务,为玩家提供极致顺滑的 游戏 体验,并通过技术手段不断地帮助 游戏 客户优化用云成本。
国内的业务出海、 游戏 出海也是现阶段大的趋势之一,很多 游戏 公司已经把出海从业务可选项变成了必选项之一。在2022年3月,阿里云上线了韩国和泰国两大Region,能够为本地化的 游戏 业务提供更流畅、更稳定的 游戏 体验,以此希望能在 游戏 客户出海的业务领域,提供更多的帮助。
当然,作为内容与 科技 两大热门领域的交叉领域, 游戏 产业日新月异,架构也随着前端业务的需要不断改变。阿里云弹性计算也针对 游戏 厂商的不同架构,陆续推出了不同的云服务器类型和付费方式,以及云上运维套件,以帮助客户降本增效。
原文链接:http://click.aliyun.com/m/1000336551/
以下一篇是以服务器为例的,希望对你有帮助。
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学习游戏服务器编程基础篇
姜雪伟
前段时间,一直给开发者灌输学习3D游戏引擎技术,包括游戏底层数据结构封装,算法与游戏实战技术分享视频课程,以及编写了一些使用算法解决游戏实际问题等等方面的文章。再给读者介绍3D游戏引擎的同时,也有人问我关于如何学习游戏服务器编程技术,其实我也喜欢游戏服务器编程。在游戏开发过程中,游戏服务器开发的工作量相对客户端来说少的多,比如游戏开发后期客户端要调各种效果,更换UI等。当然网上关于开源的服务器代码也很多,在Github上能搜到很多代码,比如java的,C#的,C++的,C的,erlang,python等等,很多人为此比较迷惑不知道到底该学习那种编程语言。服务器编程开发也是随着地区不同而不同,IT行业发展的中心是北京,上海,广州,它们对于游戏服务器编程语言的需求也是不同的,北京偏向于java语言编程,上海偏向于C++语言编程,广州偏向于erlang编程,这个也是告诉开发者,如果想去不同的地方可以根据需求有针对性的学习。本篇文章就是告诉读者如何学习游戏服务器编程开发?
我本人还是喜欢C++编程,其实语言只是一方面,原理还是要清楚的,下面我谈谈学习服务器编程的一点体会。
学习游戏服务器编程也要分阶段的,先把基础学习好,编程语言是必须具备的,可以学习java,C++,C#,erlang任意一种要熟练掌握,还是以C++为例,游戏编程中经常会使用一些宏定义或者模版定义,开发者要知道宏定义的含义以及模版定义的含义。服务器开发中经常会使用STL模版中的对象,比如Map,Dictionary,List,Vector等等。网上有很多学习资料,另外在这里还是要谈到数据结构,不论在客户端开发还是在服务器端开发,数据结构都会用到,比如哈希表,二叉树,队列,堆栈等等,以上提到的是关于语言方面必须具备的。
语言基础掌握牢固的,可以直接略过这一阶段的学习,直接学习第二阶段,关于网络通信协议,比如我们TCP/IP协议一共分七层,各个层的作用是什么?服务器传输有几种常用的协议分别是TCP协议,UDP协议,还有Web使用的Http。TCP协议是可靠的协议,数据传输后必须要经过确认,UPD协议是不可靠的,无需确认,Http协议是主动的去获取,主要用于资源和Web注册的。这三种都会在服务器开发中使用到,必须要要掌握。在这里给读者展示一下各个层包含的协议:
应用层:TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet 等等
传输层:TCP,UDP
网络层:IP,ICMP,OSPF,EIGRP,IGMP
数据链路层:SLIP,CSLIP,PPP,MTU
通过上面列举的点,我们知道了各个层都有哪些通信协议,当然各个层不是孤立存在的,它们之间是有关系的,在计算件原理中也有这方面的介绍,这里借用网上的图给读者展示如下:
应用层主要是我们自己程序处理的,它可以通过传输层和网络层进行消息的传输,将上图再进一步细分如下所示:
通过上图可以很清晰的看到TCP/IP协议组的组成,具体大家可以查看大学课程《计算机原理》。这些基础的通信协议掌握了后,接下来就要掌握Socket套接字了。socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层,它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。
Socket套接字是通信的最基本方式,在游戏中的服务器和客户端之间通信,以游戏登录为例,客户端先创建Socket,然后把玩家的用户和密码以及登录服务器的IP地址,端口号这些数据写入到Socket中传送到服务器端,服务器会做监听,接收到消息后,打开读取Socket信息进行处理比如验证信息的正确性,然后服务器创建Socket,把传送给客户端的消息写入到Socket,发送给客户端,客户端也会做监听操作,客户端接收到消息后,客户端打开Socket,读取消息。客户端和服务器之间的通信方式如下所示:
在TCP/IP协议中有三次握手,通过三次握手可以建立一个可靠连接,效果如下图所示:
三次握手在服务器端程序员面试中,经常被提到,掌握了TCP/IP协议后,接下来进入实兵演练阶段,也看看自己对网络这块掌握程度。以Unity为例,可以学习TNet超轻量级的网络传输,因为它没有数据库,但是可以很好的验证学习的TCP协议以及Socket套接字,自己可以在此基础上再尝试做一些消息传递,最后要学习一下服务器存储所需要的数据库MySql。
学习数据库的安装,数据库操作比如新建表,插入数据,删除数据,读去数据等,掌握数据库后,接下来就需要通过游戏服务器编程对它进行操作了,建议先学习网上的PhontonServer,它是使用C#编写的,方便开发者学习,另外它提供了Unity实现的Demo,开发者可以调试连接,从而熟悉Mysql。
以上这些知识也是作为服务器开发者必须掌握的,掌握了这些技术后,继续提升的最好方法是去公司跟着项目走,在后面章节还会给读者介绍关于如何架设真正的游戏服务器以及知名IT游戏公司的服务器架构设计以及服务器负载均衡的设计,最终会介绍如何搭建全球同服服务器。
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