游戏服务器端架构升级之路

原文出处: 朱念洋   

这几天的心情非常好,主要原因是我们把服务器端的架构升级到了 2.0,这样最大的一个好处就是:

Server重启完全不会影响外网服务

所以,也是想趁此机会,服务器端整个发展的历程,跟大家分享一下,干货比较多,框架代码也会全部开源:)

 

一. 农业时代

创业最重要的就是一个“快”字,所以最开始的时候,所有的架构都以快速出模型为前提。

而常看我博客的朋友应该知道我对python情有独钟,所以自然的,python成为了我开发服务端框架的语言。

python自带的多线程tcp服务器框架非常简单:ThreadingTCPServer,即每个链接一个线程的模式:

Python

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import SocketServer
 
class RequestHandler(SocketServer.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        f = self.request.makefile(‘r’)
 
        while True:
            message = f.readline()
            if not message:
                print ‘client closed’
                break
            print “message, len: %s, content: %r” % (len(message), message)
            self.request.send(‘ok\n’)
 
class MyServer(SocketServer.ThreadingTCPServer):
    request_queue_size = 256
    daemon_threads = True
    allow_reuse_address = True
 
server = MyServer((‘127.0.0.1’, 7777), RequestHandler)
server.serve_forever()

 

但是我又觉得多线程加锁使用实在太过麻烦,所以就引入了gevent:

Python

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import gevent
from gevent.server import StreamServer
 
class RequestHandler(object):
 
    closed = False
 
    def __init__(self, sock, address):
        self.sock = sock
        self.address = address
        self.f = self.sock.makefile(‘r’)
        self.handle()
 
    def handle(self):
        while not self.closed:
            t = gevent.spawn(self.read_message)
            t.join()
 
    def read_message(self):
        message = self.f.readline()
        if not message:
            self.closed = True
            print ‘client closed’
            return
        print “message, len: %s, content: %r” % (len(message), message)
        self.sock.send(‘ok\n’)
 
server = StreamServer((‘127.0.0.1’, 7777), RequestHandler)
server.serve_forever()

 

而又因为之前在做个人开发者的时候,对flask的装饰器设计甚为喜欢,所以就参考flask设计了我自己的tcp server:

https://github.com/dantezhu/haven

使用方法也是非常简单(服务器端):

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import logging
 
from haven import GHaven, THaven, logger
from netkit.box import Box
 
app = GHaven(Box)
 
@app.before_request
def before_request(request):
    logger.error(‘before_request’)
 
@app.route(1)
def index(request):
    request.write(dict(ret=100))
 
app.run(‘127.0.0.1’, 7777, workers=2)

 

客户端:

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from netkit.contrib.tcp_client import TcpClient
from netkit.box import Box
 
import time
 
client = TcpClient(Box, ‘127.0.0.1’, 7777, timeout=5)
client.connect()
 
box = Box()
box.cmd = 101
box.body = ‘我爱你’
 
client.write(box)
 
t1 = time.time()
 
while True:
    # 阻塞
    box = client.read()
    print ‘time past: ‘, time.time() t1
    print box
    if not box:
        print ‘server closed’
        break

 

这套架构在开发服务器端原型的时候非常有效,因为开发效率极高。

而我们开发的是棋牌游戏,当时为了图方便,几乎所有的数据都放在了进程内存里,所以操作起来也非常方便。

所以在整个研发过程中,服务器端的开发速度一直是客户端开发速度的数倍。

 

二. 工业时代

然而很快,我发现了现有框架的一些问题,而这些问题都极其致命。

1. 所有逻辑揉在一个进程中,性能太低,2000人同时打牌就会导致卡顿

2. 多线程的模型在大量用户在线时,性能极差

3. 逻辑server和存储server揉在一起,导致维护十分困难。重启逻辑服务器会影响业务,无法接受

因为如上的原因,我一直在考虑一套新的业务模型,除了要解决上面的问题之外,还要有如下的特性:

1. 尽量保留python开发业务逻辑,因为与c++相比,开发效率极高。

2. 可伸缩,分布式

3. 尽量少改动现有逻辑代码

4. 尽量让业务开发理解简单

 

最终,我实现了这套server框架,并将其开源在这里:

https://github.com/dantezhu/maple

maple的实现,受到了很多想有框架的启发,其中包括zmq,half-async half-sync,以及当时淘宝的一个业务模型分享。

我记得印象比较清楚的是,当时主讲是这么说的:

我们怎么判断该不该给某个server发送消息呢?

根据成功率?根据响应时间?

no,我们把push换成pull,让worker完成处理后,自己过来要数据。

要,我才给,不要我就不给

 

maple的整个模型即是如此:

  • gateway
  • worker
  • trigger

其中,gateway是用c++、epoll实现的一个高性能转发服务器,收到的客户端消息都会转发给对应的worker。

worker,即工作进程,他可以随时attach到某个gateway上来处理数据,也可以随时detach。并且worker使用python来实现的,兼顾了开发效率和运行效率。

trigger,触发器,即他可以触发事件来发给gateway,gateway会根据事件的不同,发给客户端或者worer。

 

详细的设计思路,可以参看maple的readme,里面有详细的设计思路。

一个简单的worker代码如下:

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import logging
 
LOG_FORMAT = ‘\n’.join((
    ‘/’ + ‘-‘ * 80,
    ‘[%(levelname)s][%(asctime)s][%(process)d:%(thread)d][%(filename)s:%(lineno)d %(funcName)s]:’,
    ‘%(message)s’,
    ‘-‘ * 80 + ‘/’,
))
 
logger = logging.getLogger(‘maple’)
handler = logging.StreamHandler()
handler.setFormatter(logging.Formatter(LOG_FORMAT))
logger.addHandler(handler)
logger.setLevel(logging.DEBUG)
 
from maple import Worker
from netkit.box import Box
 
app = Worker(Box)
 
@app.close_client
def close_client(request):
    logger.error(‘close_client: %r’, request)
 
@app.route(1)
def test(request):
    request.write_to_client(dict(
        ret=0,
        body=“test”
    ))
 
app.run(“192.168.1.67”, 28000, workers=2, debug=True)

 

一个简单trigger代码如下:

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from maple import Trigger
import time
from netkit.box import Box
 
import logging
 
logger = logging.getLogger(‘maple’)
logger.addHandler(logging.StreamHandler())
logger.setLevel(logging.DEBUG)
 
def main():
    trigger = Trigger(Box, ‘192.168.1.67’, 28000)
    # trigger = Trigger(Box, ‘115.28.224.64’, 28000)
 
    for it in xrange(0, 99999):
        time.sleep(1)
 
        print trigger.write_to_worker(dict(
            cmd=3,
            ret=100,
            body=‘from trigger: %s’ % it
        ))
        # print trigger.close_users([-1,3])
        # print trigger.write_to_users([
        #     ((1,2,3), dict(cmd=1, body=’direct event from trigger: %s’ % it))
        # ])
 
main()

 

很简单,对吧?

值得一提的是,为了方便worker的随时重启而不会影响外网服务,worker内部实现了对TERM和HUP信号的特殊处理。分别代表安全停止所有进程和安全重新拉起workers。

 

最后,上一张gateway运行时的统计图,命令如下:

./tool_stat -f stat_file

NewImage

 

github链接:

https://github.com/dantezhu/haven

https://github.com/dantezhu/maple

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