java 分布式游戏服务器框架,集群游戏服务器框架,游戏服务器网关框架 ioGame 网络游戏服务器框架

ioGame

国内首个基于蚂蚁金服 SOFABolt 的 java 网络游戏服务器框架;无锁异步化、事件驱动的架构设计

通过 ioGame 可以很容易的搭建出一个集群无中心节点、有状态多进程的分步式游戏服务器

无中间件依赖、代码即文档、JSR380、断言 + 异常机制 = 更少的维护成本、开发成本

同样的一套业务代码无需变更,可以同时支持多种协议:websocket、socket

轻量级、启动快、更节约、更简单、开箱即用、无配置文件、超高性能

近原生的快、业务框架平均每秒可以执行 1152 万次业务逻辑

在业务开发中自带神级特性:业务代码访问定位与跳转

架构部署多样性:即可相互独立,又可相互融合

各个逻辑服之间可以相互的进行跨进程通信

可同时与同类型多个游戏逻辑服通信

支持玩家动态绑定逻辑服节点

对webMVC开发者友好

无 spring 强依赖

 

 

最小依赖

ioGame 已经上传到中央仓库

https://search.maven.org/search?q=a:bolt-run-one

 

ioGame 是轻量级的网络游戏服务器框架,ioGame 没有中间件的强依赖,即无需安装任何其他的中间件产品;此时,你只需一个依赖即可获得整个框架,并同时支持开头介绍的全部功能特性。

<dependency>
    <groupId>com.iohao.game</groupId>
    <artifactId>bolt-run-one</artifactId>
    <version>${ioGame.version}</version>
</dependency>

 

将变量 ${ioGame.version} 替换成最新版本就可以了。

 

 

愿景

让网络游戏服务器的编程变得轻松简单!

 

网络游戏框架简介

ioGame 是一个由 java 语言编写的网络游戏服务器框架。支持 websocket、tcp ,适用于全球同服、回合制游戏、策略游戏、即时战斗等游戏服务器的开发。具有高性能、稳定、易用易扩展、超好编程体验等特点。可做为 H5、手游、端游的 java 游戏服务器。

 

ioGame 是轻量级的网络游戏服务器框架,在使用 ioGame 时,只需一个依赖即可获得整个框架,而无需在安装其他服务,如: Nginx、Redis、MQ、Mysql、ZooKeeper、Protobuf协议编译工具 … …等。简单点说,就是无需安装其他产品,就能支持开头介绍的内容特性;这意味着在使用上简单了,在部署上也为企业节约了成本。

 

通过 ioGame 你可以很容易的搭建出一个稳定、高性能、集群无中心节点、分步式、自带负载均衡、跨进程通信、避免类爆炸设计的网络游戏服务器。游戏框架借助于蚂蚁金服 sofa-bolt 通信框架来提供通信方面的稳定与高性能

 

在 ioGame 中能让你遗忘 Netty,你几乎没有机会能直接的接触到 Netty 的复杂,但却能享受 Netty 带来的高性能。对开发者要求极低,为开发者节约开发时间。

 

即使之前没有游戏编程的经验,也能参与到游戏编程中。如果你之前具备一些游戏开发或者 webMVC 相关的知识,则会更容易上手游戏服务的开发。

 

开发者基于 ioGame 编写的项目、模块通常是条理清晰的,得益于框架对路由的合理设计。当我们整理好这些模块后,对于其他开发者接管项目或后续的维护中,会是一个不错的帮助(模块的整理与建议)。

 

基于 ioGame 编写的项目,通常是语法简洁的、高性能的、低延迟的。框架最低要求使用 JDK17,这样即可以让项目享受到 ZGC 带来的改进,还能享受语法上的简洁。从 JDK17 开始 GC 已经处理得越来越好了,JDK17 中的 ZGC 远低于其亚毫秒级暂停时间的目标;当开发者使用 JDK17 时,相当于在你们的项目中变相的引入了一位 JVM 调优大师,详细请看 JDK17 垃圾回收GC性能飞跃提升

 

在部署上,支持多服单进程的方式部署(类似单体应用、在分步式开发时,调试更加方便)、也支持多服多进程多机器的方式部署。在部署方式上可以随意切换,而不需要更改代码;日常中按照单体思维开发,在生产上可以使用多进程的方式部署;当然,也可以使用单进程的方式部署。

 

ioGame 框架职责清晰、业务开发几乎零学习成本、源码有高质量注释、示例多、使用文档多,开发体验最佳、业务代码自动生成与游戏前端对接的文档、逻辑服之间可跨进程跨机器通信、业务代码定位–神级特性、异常机制。提供了丰富的在线高质量使用文档,为你的团队助力,带上你们的小伙伴一起,这样就不用手把手的教了。

 

ioGame 可以很方便的与 spring 集成(5 行代码)。

 

综上,ioGame 屏蔽了很多复杂且重复性的工作;超棒的开发体验,使用简单,无中间件依赖,只需一个依赖即可获得整个框架;减少了学习成本、减少了使用成本、减少了开发者的工作量、减少了项目的运维成本。并可为项目中的功能模块结构、开发流程等进行清晰的组织定义,减少了后续的项目维护成本。从而让开发团队更方便快捷高效的开发游戏项目。

 

架构简图

《java 分布式游戏服务器框架,集群游戏服务器框架,游戏服务器网关框架 ioGame 网络游戏服务器框架》

 

 

通过 ioGame 你可以很容易的搭建出一个集群、分步式的网络游戏服务器!

 

无锁异步化与事件驱动的架构设计、集群无中心节点、自带负载均衡、分布式支持、可动态增减机器、避免类爆炸的设计;

 

图中的每个游戏对外服、每个游戏逻辑服、每个 broker (游戏网关)都可以在单独的进程中部署,逻辑服之间可以跨进程通信(游戏对外服也是逻辑服的一种)。

 

游戏网关集群

broker (游戏网关)可以集群的方式部署,集群无中心节点、自带负载均衡。ioGame 本身就包含服务注册,你不需要外接一个服务注册中心,如 Eureka,ZooKeeper 等(变相的节约服务器成本)。

 

通过 broker (游戏网关) 的介入,之前非常复杂的负载均衡设计,如服务注册、健康度检查(后续版本提供)、到服务端的连接维护等这些问题,在 ioGame 中都不需要了,结构也简单了很多。实际上单台 broker (游戏网关) 性能已经能够满足了,因为游戏网关只做了转发。

 

逻辑服

逻辑服通常说的是游戏对外服和游戏逻辑服。逻辑服可以有很多个,逻辑服扩展数量的理论上限是 netty 的连接上限。

 

游戏对外服

对外服保持与用户(玩家)的长连接。先来个假设,假如我们的一台硬件支持我们建立用户连接的上限是 5000 人,当用户量达到 7000 人时,我们可以多加一个对外服务器来进行分流减压。由于游戏对外服扩展的简单性,意味着支持同时在线玩家可以轻松的达到百万、千万甚至更多。

 

即使我们启动了多个游戏对外服,开发者也不需要关心这些玩家连接到了哪个游戏对外服的问题,这些玩家总是能接收到广播(推送)消息的,因为框架已经把这些事情给做了;在玩家的角度我们只有“一个”服务器,同样的,在开发者的角度我们只有“一个”游戏对外服;

 

在结构组合上(部署多样性)

在部署上,支持多服单进程的方式部署(类似单体应用、在分步式开发时,调试更加方便)、也支持多服多进程多机器的方式部署。

 

架构由三部分组成:1.游戏对外服、2.Broker(游戏网关)、3.游戏逻辑服;三者既是相互独立的,又是可以相互融合的(相互独立、相互融合;话虽简单,实际实现却不简单)。如:

  • 游戏对外服、Broker(游戏网关)、游戏逻辑服这三部分,在一个进程中;【单体应用;在开发分步式时,调试更加方便
  • 游戏对外服、Broker(游戏网关)、游戏逻辑服这三部分,在多个进程中;【分布式】
  • 游戏对外服、Broker(游戏网关)这两部分在一个进程中;而游戏逻辑服在多个进程中;【类似之前游戏的传统架构】
  • 甚至可以不需要游戏对外服,只使用Broker(游戏网关)和游戏逻辑服这两部分,用于其他系统业务;

 

因为 ioGame 遵循面向对象的设计原则(单一职责原则、开闭原则、里式替换原则、依赖倒置原则、接口隔离原则、迪米特法则)等,所以使得架构的职责分明,可以灵活的进行组合;

 

游戏对外服是架构的三部分之一,默认的游戏对外服是基于 netty 实现的。如果有需要,将来我们还可以使用基于 minasmart-socket 等通信框架编写,额外提供一个游戏对外服的实现;即使是使用 minasmart-socket 提供的游戏对外服,也并不会影响现有的游戏逻辑服业务逻辑,因为游戏对外服满足单一职责原则,只维护用户(玩家)长连接相关的。

 

开发人员几乎都遇见过这么一种情况;在项目初期阶段,通常是以单体项目的方式进行开发,随着需求不断的增加与迭代,会演变成一个臃肿的项目;此时在对一个整体进行拆分是困难的,成本是极高的。甚至是不可完成的,最后导致完全的重新重构;

 

ioGame 提供了在结构组合上的部署多样性,通过组合的方式,在项目初期就可以避免这些拆分问题。在开发阶段中,我们可以使用单体应用开发思维,降低了开发成本。通过单体应用的开发方式,在开发分步式项目时,调试更加的方便;这既能兼顾分步式开发、项目模块的拆分,又能降低团队的开发成本;

 

 

架构优点

架构有很高程度的抽象,让设计者更加关注于业务,而无需考虑底层的实现、通信参数等问题。

 

逻辑服的位置透明性;同时,由于模块化、抽象化,使得整个架构各服务器之间耦合度很低,逻辑服注册即可用,大大增加了可伸缩性、可维护性,动态扩展变得简单而高效。由于逻辑服是注册到 Broker(游戏网关) 上的,所以逻辑服可以动态的增加、删除、改变;由于逻辑服之间耦合度较小,调试和测试的工作也是可控的;

 

架构比较清晰的就是,游戏对外服负责维护客户端的接入(用户、玩家的连接),游戏逻辑服专心负责业务逻辑,他们之间的调度由 Broker(游戏网关)来负责;因为架构拆分的合理,所以特别方便用 k8s 来自由伸缩部署这三种服,哪个服水位高就扩容哪个,水位过去了又可以缩容。

 

ioGame 支持的通讯方式

《java 分布式游戏服务器框架,集群游戏服务器框架,游戏服务器网关框架 ioGame 网络游戏服务器框架》

 

ioGame 支持 3 种类型的通讯方式,分别是单次请求处理、推送、逻辑服间的相互通信;下面分别对这 3 种类型的通讯方式相关的应用场景举几个例子。

 

框架对这 3 种类型的通讯方式提供了代码调用点的日志,简单点说就是框架可以让开发者知道,是在哪一行代码中触发的业务逻辑。

 

我们可以想象一下,假如框架没有提供代码调用点的日志会是什么样的;比如,游戏前端发送一个业务请求到游戏服务器中,但是处理这个请求的业务方法,会触发多个响应(通常是推送、广播)给游戏前端。一但时间久了,开发者是很难知道分别响应了哪些业务数据给游戏前端,特别是一些二手项目;所以这将是一个灾难性的问题,因为这会耗费大量的时间来寻找这些相关的业务代码。

 

 

快速入门

业务交互简图

《java 分布式游戏服务器框架,集群游戏服务器框架,游戏服务器网关框架 ioGame 网络游戏服务器框架》

 

抽象的说,游戏前端与游戏服务的的交互由上图组成。游戏前端与游戏服务可以自由的双向交互,交互的业务数据由 .proto 作为载体。协议文件是对业务数据的描述载体,用于游戏前端与游戏服务的数据交互。

 

当游戏前端和游戏服务端建立了连接后,就可以开始相互传递业务数据,处理各自的业务了。好了,看完业务交互介绍后,开始编写一个游戏业务处理示例吧,接下来我们先定一个业务数据协议。

 

协议文件

协议文件是对业务数据的描述载体,用于游戏前端与游戏服务的数据交互。Protocol Buffers 是Google公司开发的一种数据描述语言,也简称 PB。当然协议文件描述还可以是 json、xml或者任意自定义的,因为最后传输时会转换为二进制,但游戏开发中 PB 是目前的最佳。

 

游戏前端

游戏前端的展现可以是 UnityUE(虚幻)Cocos或者其他的游戏引擎。这些游戏引擎只是展现游戏画面的一种形式,数据交互则由通信来完成(TCP、UDP 等)。游戏前端可以是 UnityUE(虚幻)Cocos或者其他的游戏引擎。

 

快速入门代码示例

这里主要介绍游戏服务器相关的,下面这个示例介绍了服务编程可以变得如此简单。

 

协议文件定义

首先我们自定义一个协议文件,这个协议文件作为我们的业务载体描述。这个协议是纯java代码编写的,使用的是 jprotobuf,jprotobuf 是对 google protobuf 的简化使用,性能同等。

 

可以把这理解成DTO、POJO、业务数据载体等,其主要目的是用于业务数据的传输;

1 /** 请求 */
2 @ProtobufClass
3 @FieldDefaults(level = AccessLevel.PUBLIC)
4 public class HelloReq {
5     String name;
6 }

 

 

Action

游戏服务的编程,游戏服务接收业务数据后,对业务数据进行处理;

1 @ActionController(1)
2 public class DemoAction {
3     @ActionMethod(0)
4     public HelloReq here(HelloReq helloReq) {
5         HelloReq newHelloReq = new HelloReq();
6         newHelloReq.name = helloReq.name + ", I'm here ";
7         return newHelloReq;
8     }
9 }

 

一个方法在业务框架中表示一个 Action(即一个业务动作)。

 

方法声名的参数是用于接收前端传入的业务数据,在方法 return 时,数据就可以被游戏前端接收到。程序员可以不需要关心业务框架的内部细节。

 

从上面的示例可以看出,这和普通的 java 类并无区别,同时这种设计方式避免了类爆炸。如果只负责编写游戏业务,那么对于业务框架的学习可以到此为止了。

 

游戏编程就是如此简单

 

问:我可以开始游戏服务的编程了吗?

是的,你已经可以开始游戏服务的编程了。

 

访问示例(控制台)

当我们访问 here 方法时(通常由游戏前端来请求),控制台将会打印

 

┏━━━━━ Debug. [(DemoAction.java:4).here] ━━━ [cmd:1 - subCmd:0 - cmdMerge:65536]
┣ userId : 888
┣ 参数: helloReq : HelloReq(name=塔姆)
┣ 响应: HelloReq(name=塔姆, I'm here )
┣ 时间: 0 ms (业务方法总耗时)
┗━━━━━ Debug [DemoAction.java] ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

 

控制台打印说明

Debug. [(DemoAction.java:4).here]:
表示执行业务的是 DemoAction 类下的 here 方法,4 表示业务方法所在的代码行数。
在工具中点击控制台的 DemoAction.java:4 这条信息,就可以跳转到对应的代码中(快速导航到对应的代码),这是一个开发良好体验的开始!

userId :  
当前发起请求的 用户 id。

参数 :  
通常是游戏前端传入的值。

响应:
通常是业务方法返回的值 ,业务框架会把这个返回值推送到游戏前端。

时间:
执行业务方法总耗时,我们可根据业务方法总耗时的时长来优化业务。

路由信息:[cmd - subCmd]
路由是唯一的访问地址。

 

有了以上信息,游戏开发者可以很快的定位问题。如果没有可视化的信息,开发中会浪费很多时间在前后端的沟通上。问题包括:

  • 是否传参问题 (游戏前端说传了)
  • 是否响应问题(游戏后端说返回了)
  • 业务执行时长问题 (游戏前端说没收到响应, 游戏后端说早就响应了)

 

其中代码导航可以让开发者快速的跳转到业务类对应代码中,在多人合作的项目中,可以快速的知道业务经过了哪些方法的执行,使得我们可以快速的进行阅读或修改;

 

适合人群?

  1. 长期从事 web 内部系统开发人员, 想了解游戏的
  2. 刚从事游戏开发的
  3. 未从事过游戏开发,但却对其感兴趣的
  4. 对设计模式在实践中的应用和 sofa-bolt 有兴趣的学习者
  5. 可以接受新鲜事物的
  6. 想放弃祖传代码的

推荐实际编程经验一年以上的人员

 

 

 

    原文作者:渔民小镇
    原文地址: https://www.cnblogs.com/iohao/p/ioGame.html
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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