新項目立項停滯，頭大。近期讀老項目代碼看到Java，筆記記錄一下。

為什么要做服務器的架構

游戲服務器架構設計具有多方面的重要意義，它直接關系到游戲的性能、可擴展性、穩定性以及用戶體驗等關鍵因素

確保游戲的流暢運行

• 優化數據處理：合理的服務器架構能夠高效地處理游戲中的各種數據，包括玩家的操作指令、游戲世界的狀態更新等。通過設計良好的架構，可以將數據處理任務進行合理分配，避免出現數據堵塞或處理延遲的情況，從而保證游戲畫面的流暢度和操作的響應速度。
• 平衡負載：游戲服務器架構設計能夠實現負載均衡，將玩家的請求均勻分配到多個服務器節點上。這樣可以避免單個服務器因負載過重而出現性能下降甚至崩潰的情況，確保在游戲高峰時段，如節假日或新內容發布時，大量玩家同時在線仍能獲得流暢的游戲體驗。

提升游戲的可擴展性

• 支持游戲功能擴展：隨著游戲的發展，需要不斷添加新的功能、玩法和內容。良好的服務器架構具有開放性和可擴展性，能夠方便地集成新的模塊和功能，而不會對現有的系統造成太大的影響。例如，當游戲要增加新的地圖、角色或社交功能時，服務器架構可以輕松應對這些變化，確保游戲能夠持續更新和發展。
• 適應玩家數量增長：如果一款游戲受歡迎程度不斷提高，玩家數量持續增加，服務器架構需要能夠靈活擴展以容納更多的玩家。通過設計可擴展的架構，可以方便地添加服務器硬件、增加服務器節點或進行集群擴展，以滿足不斷增長的玩家需求，而無需對整個系統進行大規模的重新設計。

保證游戲的穩定性和可靠性

• 容錯機制：游戲服務器架構中通常會設計各種容錯機制，以應對硬件故障、軟件錯誤或網絡問題等異常情況。例如，采用冗余設計，設置多個備份服務器或數據副本，當某個服務器出現故障時，能夠自動切換到其他正常的服務器上，確保游戲服務不中斷。
• 數據安全：游戲中的玩家數據至關重要，包括角色信息、游戲進度、虛擬物品等。服務器架構設計要考慮到數據的安全存儲和傳輸，采用加密技術、數據備份與恢復機制等，防止數據泄露、丟失或損壞，保障玩家的權益和游戲的正常運營。

優化用戶體驗

• 降低延遲：通過合理設計服務器的部署位置和網絡架構，可以減少玩家與服務器之間的通信延遲。例如，在不同地區設置服務器節點，讓玩家能夠連接到距離自己較近的服務器，從而加快數據傳輸速度，使玩家在游戲中能夠及時看到自己操作的結果，與其他玩家進行順暢的交互，提升游戲的沉浸感和樂趣。
• 提供穩定的服務：穩定的服務器架構能夠保證游戲長時間穩定運行，減少游戲崩潰、卡頓或掉線等問題的發生。這有助于提高玩家對游戲的滿意度和忠誠度，避免因頻繁的技術問題導致玩家流失。

支持游戲運營和管理

• 監控和統計：游戲服務器架構通常會包含監控和統計功能，能夠實時收集游戲服務器的運行數據，如玩家在線人數、服務器負載、網絡流量等。這些數據對于游戲運營者來說非常重要，可以幫助他們了解游戲的運行狀況，及時發現潛在問題，并做出相應的調整和決策。
• 更新和維護：良好的服務器架構設計便于進行游戲的更新和維護工作。例如，采用模塊化的架構可以使開發人員更方便地對游戲的各個部分進行單獨更新和調試，減少更新對玩家的影響，縮短維護時間，提高游戲的運營效率。

游戲服務器架構分類

游戲服務器架構主要分為單體架構、分層架構、微服務架構和分布式架構

單體架構

• 架構特點：將游戲服務器的所有功能集成在一個可執行文件中，包括網絡通信、游戲邏輯處理、數據存儲等各個模塊。所有的功能都在同一個進程空間內運行，通過函數調用等方式進行模塊間的通信。
• 應用場景：適用于小型游戲或開發初期的游戲項目。例如一些簡單的休閑小游戲，玩家數量較少，游戲邏輯相對簡單，對服務器的性能和擴展性要求不高。
• 優缺點：優點是開發和部署簡單，易于理解和維護，開發成本低。缺點是可維護性差，隨著游戲功能的增加，代碼規模會不斷膨脹，導致維護難度加大；可擴展性差，難以根據不同功能的負載需求進行靈活擴展；可靠性低，一旦某個模塊出現問題，可能會導致整個服務器崩潰。

分層架構

• 架構特點：將游戲服務器按照功能劃分為不同的層次，如表示層、業務邏輯層、數據訪問層等。表示層負責與客戶端進行交互，接收客戶端的請求并返回響應；業務邏輯層處理游戲的核心邏輯，如角色移動、戰斗計算等；數據訪問層負責與數據庫進行交互，實現數據的存儲和讀取。各層之間通過接口進行通信，上層依賴下層提供的服務。
• 應用場景：適用于中大型游戲項目，游戲邏輯較為復雜，需要對不同功能進行清晰的劃分和管理。例如一些角色扮演類游戲（RPG），具有豐富的角色系統、任務系統、社交系統等，分層架構可以使各個功能模塊之間的關系更加清晰，便于開發和維護。
• 優缺點：優點是結構清晰，易于理解和開發，各層職責明確，便于團隊成員分工協作；可維護性好，當某個功能發生變化時，只需在相應的層進行修改，不會影響到其他層；可擴展性強，能夠根據不同層的負載需求進行獨立擴展。缺點是性能可能會受到一定影響，因為請求需要在不同層之間傳遞，會增加一定的開銷；分層過多可能會導致系統復雜度過高，開發和維護成本增加。

微服務架構

• 架構特點：將游戲服務器的功能拆分成多個微小的服務，每個服務都有獨立的進程和數據庫，這些服務可以獨立開發、部署和擴展。服務之間通過輕量級的通信機制進行交互，如 RESTful API 或消息隊列。每個服務都可以根據自身的業務需求選擇合適的技術棧進行開發，實現了技術的多樣性和靈活性。
• 應用場景：適用于大型復雜的游戲項目，尤其是那些具有多個獨立功能模塊且需要頻繁更新和擴展的游戲。例如大型多人在線游戲（MMO），包含了多個不同的游戲玩法和系統，如副本系統、交易系統、社交系統等，每個系統都可以作為一個微服務進行獨立開發和管理。
• 優缺點：優點是高度的可擴展性，每個微服務可以根據實際負載情況獨立進行擴展，能夠靈活應對不同功能模塊的流量變化；技術多樣性，不同微服務可以根據其具體業務特點選擇最合適的技術棧，提高開發效率和系統性能；敏捷開發和部署，各個微服務可以由不同的團隊獨立開發和部署，便于快速迭代和更新游戲功能；故障隔離性好，當某個微服務出現故障時，只會影響到該服務本身，不會導致整個游戲服務器崩潰，提高了系統的可靠性。缺點是運維復雜度高，需要管理多個微服務的運行、監控和部署，對運維人員的技術要求較高；分布式事務處理復雜，由于數據可能分布在多個微服務的數據庫中，在涉及多個服務的數據操作時，分布式事務的處理難度較大；服務間通信開銷，服務之間的通信會帶來一定的性能開銷，需要合理設計通信機制以減少對性能的影響。

分布式架構

• 架構特點：將游戲服務器的功能分布在多個服務器節點上，這些節點通過網絡相互連接，協同工作來處理游戲中的各種任務。分布式架構通常會采用集群技術，將多個服務器組成一個集群，對外提供統一的服務。數據也會分布在多個節點上進行存儲和處理，通過數據復制和一致性算法來保證數據的一致性和可用性。
• 應用場景：適用于對性能、可靠性和可擴展性要求極高的大型游戲項目，尤其是那些需要支持大量玩家同時在線的游戲，如大型競技類游戲、全球同服的大型 MMO 游戲等。
• 優缺點：優點是強大的性能和可擴展性，能夠通過增加服務器節點來處理大量的玩家請求，實現近乎無限的擴展能力；高可靠性，通過數據復制和故障轉移機制，能夠在部分服務器節點出現故障時保證游戲服務的連續性；資源利用率高，可以根據不同節點的負載情況動態分配任務，充分利用服務器資源。缺點是架構復雜，設計和實現難度大，需要考慮數據一致性、分布式事務、網絡延遲等諸多問題；開發和維護成本高，需要專業的技術團隊來進行開發和運維管理；調試和監控困難，由于系統分布在多個節點上，定位和解決問題的難度較大。

關于分布式架構

游戲的分布式架構是一種將游戲服務器的功能分布在多個服務器節點上，通過網絡相互連接、協同工作來處理游戲任務的架構方式。

核心組成部分

• 集群管理服務器：負責監控和管理整個服務器集群的運行狀態，包括服務器節點的添加、刪除、狀態監測等，確保整個分布式系統的穩定運行。
• 網關服務器：作為玩家與后端服務器之間的通信橋梁，負責接收玩家的請求，并將請求轉發到相應的服務器節點進行處理，同時將處理結果返回給玩家。
• 大廳服務器：為玩家提供游戲大廳中的各種服務，如游戲列表展示、玩家聊天、好友管理、游戲匹配等功能，是玩家在進入具體游戲場景前的主要交互場所。
• 游戲邏輯服務器：負責處理具體的游戲邏輯，如角色的移動、戰斗計算、任務執行、物品管理等，是游戲核心功能的實現部分。

優點

• 強大的可擴展性：能夠根據玩家數量的增長輕松添加新的服務器節點，線性擴展系統的處理能力，確保游戲在高并發場景下仍能保持流暢運行，滿足大型多人在線游戲不斷增長的用戶需求。
• 出色的容錯性：部分服務器節點出現故障時，其他節點可以繼續提供服務，通過故障轉移機制確保游戲的連續性和穩定性，避免因單點故障而導致游戲服務中斷，提高了系統的可靠性。
• 良好的負載均衡：通過合理的任務分配算法，將玩家請求均勻地分配到各個服務器節點上，使每個節點的負載相對均衡，避免出現某些節點負載過重而影響性能的情況，充分利用服務器資源，提高整體系統的性能。
• 低延遲體驗：可以將服務器部署在多個地理位置，使玩家能夠連接到距離自己較近的服務器，減少網絡傳輸延遲，提高游戲的響應速度和操作體驗，尤其對于競技類游戲等對實時性要求較高的游戲類型至關重要。

缺點

• 架構復雜：設計和實現分布式架構需要考慮數據一致性、分布式事務、網絡延遲、節點間通信等諸多復雜問題，開發難度較大，對開發團隊的技術能力要求較高2。
• 運維困難：運維復雜度高，需要專業的運維人員來管理多個服務器節點的運行、監控、升級和故障排除等工作，運維成本也相對較高2。
• 數據一致性挑戰：由于數據分布在多個節點上，在數據更新和同步過程中可能會出現數據不一致的情況，需要采用適當的數據一致性算法和技術來解決，如分布式鎖、事務處理等，增加了系統的復雜性和開發成本。

至今為止，我做過的大多數的中小型項目都會使用分布型架構。但其實真正開發小型游戲時分布式略顯臃腫。一般來說單體架構簡單適用于小型游戲；分層架構按功能分層，便于管理，適合中大型項目；微服務架構將功能拆分為獨立服務，可擴展性強；分布式架構通過多節點協同，滿足高并發、大規模玩家需求。其基本模塊涵蓋網絡通信、數據庫、業務邏輯等，分別負責數據傳輸、存儲、功能實現等。不同架構與模塊相互配合，旨在提升游戲性能、擴展性、穩定性與用戶體驗 。真正立項時期需要開發者自己斟酌選擇。