netty 分布式网络游戏服务器框架 ioGame 17.1.59 action 调用统计插件

来源: 投稿
作者: 渔民小镇
2023-11-20 11:08:00

ioGame 适用于网络游戏服务器、物联网、内部系统及各种需要长连接的场景;

 

主要更新

TImeKit 新加时间更新策略,开发者可设置时间更新策略。

RandomKit 功能增强,随机得到数组中的一个元素。

移除 SocketUserSessionHandler exceptionCaught 的日志打印。

 

[#221] 新增 action 调用统计插件 StatisticActionInOut

action 调用统计插件 StatisticActionInOut - 文档

 

StatActionInOut 是 action 调用统计插件,可以用来统计各 action 调用时的相关数据,如 action 的执行次数、总耗时、平均耗时、最大耗时、触发异常次数...等相关数据

开发者可以通过这些数据来分析出项目中的热点方法、耗时方法,从而做到精准优化

 

action 调用统计插件的打印预览

 StatAction{cmd[1 - 1], 执行[50], 异常[0], 平均耗时[1833], 最大耗时[2945], 总耗时[91691] 
   500 ~ 1000 ms 的请求共 [7] 
   1000 ~ 1500 ms 的请求共 [11] 
   1500 ~ 2000 ms 的请求共 [9] 
   > 2000 ms 的请求共 [23] 
 
 StatAction{cmd[1 - 2], 执行[50], 异常[0], 平均耗时[1782], 最大耗时[2976], 总耗时[89133] 
   500 ~ 1000 ms 的请求共 [10] 
   1000 ~ 1500 ms 的请求共 [7] 
   1500 ~ 2000 ms 的请求共 [12] 
   > 2000 ms 的请求共 [21] 

 

action 调用统计插件的使用

 BarSkeletonBuilder builder = ...;
 // action 调用统计插件,将插件添加到业务框架中
 var statActionInOut = new StatActionInOut();
 builder.addInOut(statActionInOut);
 
 // 设置 StatAction 统计记录更新后的监听处理
 // 这个监听不是必需的,这里只是简单的演示一下有变动时就做个打印。与 debugInOut 类似。
 statActionInOut.setListener((statAction, time, flowContext) -> {
     // 简单打印统计记录值 StatAction
     System.out.println(statAction);
 });

 

FlowContext 增强

增加 inOutStartTime 和 getInOutTime 方法,用于记录插件的开始执行时间和结束时所消耗的时间。当你扩展了多个插件时,插件中又有时间记录方面需求的,可以使用下面的方式。

 // 使用示例
 public final class YourInOut implements ActionMethodInOut {
    
     @Override
     public void fuckIn(FlowContext flowContext) {
         // 记录当前时间(重复调用只记录首次时间)
         flowContext.inOutStartTime();
     }
 
     @Override
     public void fuckOut(FlowContext flowContext) {
         // 消耗时间 = System.currentTimeMillis - inOutStartTime
         long time = flowContext.getInOutTime();
     }
 }

 

其他更新

<netty.version>4.1.101.Final</netty.version>

 

ioGame 使用趋势数据统计

关注 ioGame 的游戏服务器开发者持续增多,2022-09 ~ 至今月统计数据;

这里的统计信息是关于开发者关注 ioGame 框架相关的,从统计数据中可以看出,由于 ioGame 上手简单,功能强大等优点,得到了众多开发者的关注。如果你想知道 ioGame 有没有人在使用,可以先到这里看下统计数据、开发者的评价与讨论。

https://www.yuque.com/iohao/game/gpxk93#TwVa8

这里展示了每月的统计数据,统计数据来源于语雀后台,这些数据都是真实的、客观存在的、活的

因为成本的原因,某宝某多还没有出现能提供这种服务的商家,所以这样的统计数据也更具真实性。

通过统计数据,我们可以看到每天会有很多开发者在访问 ioGame 的在线文档,并且这些统计数据不是来源于口嗨的,也不是主观创造的。

所以,还在犹豫要不要使用 ioGame 的开发者们,更应该讨论的是 “为什么这些开发者会选择使用 ioGame”,而不是 ioGame 有没有人在使用的问题。

点击我,到语雀后台查看 ioGame 的数据

maven pom

ioGame 已经上传到中央仓库,如果无法下载最新的框架源码,建议开发者的 maven 仓库代理使用原生的或腾讯云的代理,目前不推荐阿里云的代理。腾讯云代理设置可参考这里

ioGame 最新版本查看 https://www.yuque.com/iohao/game/ab15oe

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>run-one-netty</artifactId>
    <version>${ioGame.version}</version>
</dependency>

框架整体预览导图

 


ioGame 网络游戏服务器框架简介

  • 无锁异步化、事件驱动的架构设计;轻量级,无需依赖任何第三方中间件或数据库就能支持集群、分布式
  • 通过 ioGame 可以很容易的搭建出一个集群无中心节点、集群自动化、多进程的分步式游戏服务器
  • 包体小、启动快、内存占用少、更加的节约、无需配置文件、提供了优雅的路由访问权限控制
  • 让开发者使用一套业务代码,无需改动,支持多种连接方式:WebSocket、TCP、UDP
  • 让开发者用一套业务代码,能轻松切换和扩展不同的通信协议:Protobuf、JSON
  • 近原生的性能;业务框架在单线程中平均每秒可以执行 1152 万次业务逻辑
  • 代码即联调文档、JSR380 验证、断言 + 异常机制 = 更少的维护成本
  • 框架具备智能的同进程亲和性;开发中,业务代码可定位与跳转
  • 架构部署灵活性与多样性:既可相互独立,又可相互融合
  • 可同时与同类型的多个游戏逻辑服通信并得到数据
  • 逻辑服之间可相互跨进程、跨机器进行通信
  • 支持玩家对游戏逻辑服进行动态绑定
  • 能与任何其他框架做融合共存
  • 对 webMVC 开发者友好
  • 无 spring 强依赖
  • 零学习成本

你是否想要开发一个高性能、稳定、易用、自带负载均衡、避免类爆炸设计、可跨进程跨机器通信、集群无中心节点、集群自动化、有状态多进程的分步式的网络游戏服务器呢?如果是的话,这里向你推荐一个由 java 语言编写的网络游戏服务器框架 ioGame。下面将会从多个方面来对框架做一些简单的介绍。

ioGame 适用于网络游戏服务器、物联网、内部系统及各种需要长连接的场景;

ioGame 是一个 java 网络游戏服务器框架,有以下特点:

  • 无锁异步化、事件驱动的架构设计
  • 支持 websocket 和 socket 两种通信协议
  • 支持 protobuf、json 等不同的通信协议
  • 集群无中心节点、集群自动化、分布式的设计
  • 真轻量级,不依赖任何第三方中间件或数据库就能支持集群、分布式
  • 提供多种通讯方式,且逻辑服之间可以相互跨机器通信
  • 与 spring 和其他框架融合方便
  • 学习成本低,开发体验好
  • 支持多服单进程、多服多进程的启动和部署方式
  • 提供游戏文档生成的辅助功能
  • 包体小、启动快、内存占用少
  • 提供优雅的路由访问权限控
  • 提供了灵活的线程扩展与设置
  • 智能的同进程亲和性

ioGame 是一个专为网络游戏服务器设计的轻量级框架,它可以帮助你快速地搭建和运行自己的游戏服务器。它适用于各种类型和规模的网络游戏,无论是 H5、手游还是 PC 游戏,无论是简单的聊天室,还是复杂的全球同服、回合制游戏、策略游戏、放置休闲游戏、即时战斗、MMORPG 等,ioGame 都可以满足你的需求。

ioGame 在打包、内存占用、启动速度等方面也是优秀的。打 jar 包后大约 15MB,应用通常会在 0.x 秒内完成启动,内存占用小。详细请看 快速从零编写服务器完整示例

在生态融合方面,ioGame 可以很方便的与 spring 集成(5 行代码);除了 spring 外,还能与任何其他的框架做融合,如:solon ... 等,从而使用其他框架的相关生态。

在轻量级方面,ioGame 不依赖任何第三方中间件或数据库就能支持集群、分布式,只需要 java 环境就可以运行。这意味着在使用上简单了,在部署上也为企业减少了部署成本、维护难度。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。

在通讯方式方面,大部分框架只能支持推送(广播)这一类型的通讯方式;而 ioGame 则提供了 5 种类型的通讯方式,分别是单次请求处理、推送、单个逻辑服间的相互通讯、与同类型多个逻辑服相互通讯、脉冲通讯。通过对各种通讯方式的组合使用,可以简单完成以往难以完成的工作,并且这些通讯方式都支持跨进程、跨机器通信。

在连接方式方面,ioGame 允许开发者使用一套业务代码,同时支持多种连接方式,无需进行任何修改。ioGame 已经支持了 TCP、WebSocket 和 UDP 连接方式,并且也支持在这几种连接方式之间进行灵活切换。连接方式是可扩展的,并且扩展操作也很简单,这意味着之后如果支持了 KCP,无论你当前项目使用的是 TCP、WebSocket 还是 UDP,都可以切换成 KCP;注意了,即使切换到 KCP 的连接方式,现有的业务代码也无需改变。

在通信协议方面,ioGame 让开发者用一套业务代码,就能轻松切换和扩展不同的通信协议,如 Protobuf、JSON 等。只需一行代码,就可以从 Protobuf 切换到 JSON,无需改变业务方法。

在集群方面,ioGame 的 Broker (游戏网关)采用无中心节点、自动化的集群设计,所有节点平等且自治,不存在单点故障。集群能够自动管理和弹性扩缩,节点加入或退出时,能够自动保证负载均衡和数据一致性,不影响服务可用性。

在分布式方面,ioGame 的逻辑服使用了分布式设计思想,将服务器分为游戏对外服游戏逻辑服等不同层次,并且每一层都有明确的职责和接口。这样可以提高代码可读性和可维护性,并且方便进行水平扩展

在学习成本方面,ioGame 的学习成本非常低,可以说是零学习成本,即使没有游戏编程经验,也能轻松上手。开发者只需掌握普通的 java 方法或 webMVC 相关知识,就能用框架开发业务。框架不要求开发者改变编码习惯,而是自身适应开发者的需求。

同进程亲和性方面,在同一进程内,不同 Netty 实例之间的通信,是通过内存进行传输的,不需要经过网络传输,数据传输速度极快。同进程亲和性指的是,优先访问同进程内的游戏逻辑服,当同进程内没有能处理请求的游戏逻辑服时,才会去其他进程或机器中查找能处理请求的游戏逻辑服;简单点说,框架对于请求的处理很智能,会优先将请求给同进程内的逻辑服消费。

在开发体验方面,ioGame 非常注重开发者的开发体验;框架提供了 JSR380 验证断言 + 异常机制业务代码定位... ...等诸多丰富的功能,使得开发者的业务代码更加的清晰、简洁;

业务框架提供了插件机制,插件是可插拨的,并且是可扩展的。框架内置提供了 DebugInOutaction 调用统计 ...等插件;随着时间的推移,插件的数量会不断增加。开发者如有需要,可扩展一些符合自身业务的插件。

在业务的并发方面,框架为开发者解决了单个玩家的并发问题,也提供了解决同一房间或业务内多个玩家并发问题的解决方法;框架在线程的扩展性上提供了友好的支持,并不是只能提供呆板的线程数量设置;详细请看 ioGame 线程相关

在分布式开发体验方面,通常在开发分布式应用时是需要启动多个进程的。这会让调试与排查问题变得非常困难,从而降低开发者的效率、增加工作量等,这也是很多框架都解决不了的问题,但 ioGame 做到了!ioGame 支持多服单进程的启动方式,这使得开发者在开发和调试分步式系统时更加简单。

与前端对接联调方面,ioGame 提供了游戏文档生成的辅助功能,可以做到代码即对接文档。简单地说,当业务代码编写完后,框架会自动生成最新的文档。如果没有游戏文档的生成,那么你将要抽出一些时间来编写、维护对接文档的工作,而且当团队人数多了之后,文档就会很乱、不同步、不是最新的、忘记更新等情况就会出现。

在部署方面,ioGame 支持多服单进程的方式部署,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的切换而不需要更改代码。日常中我们可以按照单体思维开发,到了生产可以选择使用多进程的方式部署。

在模拟客户端测试方面,ioGame 提供了压测&模拟客户端请求模块。此模块是用于模拟客户端,简化模拟工作量,只需要编写对应请求与回调。除了可以模拟简单的请求外,通常还可以做一些复杂的请求编排,并支持复杂业务的压测。与单元测试不同的是,该模块可以模拟真实的网络环境,并且在模拟测试的过程中与服务器的交互是可持续的、可互动的,同时也是支持自动化的

架构灵活性方面,ioGame 的架构由三部分组成:1.游戏对外服、2.Broker(游戏网关)、3.游戏逻辑服;三者既可相互独立,又可相互融合。这意味着使用 ioGame 可以适应任何类型的游戏,因为只需通过调整部署方式,就可以满足不同类型的游戏需求。在 ioGame 中进行这些调整工作非常简单,而且不会对现有代码产生不良影响。

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,同时也为路由提供了优雅的访问权限控制。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)。或许现阶段你感受不到这块的威力,随着你深入地使用实践就能体会到这么设计的诸多好处与优势。

开发者基于 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 ZGC 远低于其亚毫秒级暂停时间的目标,可以在不影响游戏速度的情况下,清理掉多余的内存。这样就不会出现卡顿或者崩溃的问题了,相当于在项目中变相的引入了一位 JVM 调优大师,详细请看 JDK 17 垃圾回收 GC 性能飞跃提升

综上所述,ioGame 是一个非常适合网络游戏开发的框架。可以让你轻松地创建高性能、低延迟、易扩展的游戏服务器,并且节省时间和资源。如果你想要快速地开发出令人惊艳的网络游戏,请不要犹豫,立即选择 ioGame 吧!框架屏蔽了很多复杂且重复性的工作,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。

框架在开发、部署、压测&模拟测试 ..等,各个阶段都提供了很好的支持。相信你已经对 ioGame 有了一个初步的了解,虽然还有很多丰富的功能与特性没有介绍到,但你可以通过后续的实践过程中来深入了解。感谢你的阅读,并期待你使用 ioGame 来打造自己的游戏服务器。


ioGame 由 [网络通信框架] 和 [业务框架] 组成。

  • 网络通信框架职责是各服务器之间的网络通信
  • 业务框架职责是业务逻辑的处理方式和编写方式

网络通信框架 

SOFABolt 是蚂蚁金融服务集团开发的一套基于 Netty 实现的网络通信框架。

  • 为了让 Java 程序员能将更多的精力放在基于网络通信的业务逻辑实现上,而不是过多的纠结于网络底层 NIO 的实现以及处理难以调试的网络问题,Netty 应运而生。
  • 为了让中间件开发者能将更多的精力放在产品功能特性实现上,而不是重复地一遍遍制造通信框架的轮子,SOFABolt 应运而生。

Bolt 名字取自迪士尼动画 - 闪电狗,是一个基于 Netty 最佳实践的轻量、易用、高性能、易扩展的通信框架。

业务框架

如果说 sofa-bolt 是为了让 Java 程序员能将更多的精力放在基于网络通信的业务逻辑实现上。而业务框架正是解决业务逻辑如何方便实现这一问题上。业务框架是游戏框架的一部分,职责是简化程序员的业务逻辑实现,业务框架使程序员能够快速的开始编写游戏业务。

业务框架对于每个 action (即业务的处理方法) 都是通过 asm 与 Singleton、Flyweight 、Command 等设计模式结合,对 action 的获取上通过 array 来得到,是一种近原生的方式。

单线程中,业务框架平均每秒可以执行 1152 万次业务逻辑


架构简图

通过 ioGame 你可以很容易的搭建出一个集群无中心节点、集群自动化、分步式的网络游戏服务器

从图中可以看出,游戏网关支持以集群方式启动多个实例。这个设计选择了集群的方式,因为游戏网关通常是无状态的,主要用于调度和转发任务

 

而游戏对外服、游戏逻辑服使用分步式设计,支持启动多个相同类型的服务。这意味着,当玩家数量增加时,我们可以轻松增加相应类型的游戏逻辑服以处理更多请求。

 

以游戏逻辑服为例,假设我们启动了两个 A 类型的游戏逻辑服,分别为 A-1 和 A-2。当玩家向 A 类型的游戏逻辑服发起多次请求时,游戏网关会使用默认的随机负载策略将请求分配给 A-1 和 A-2 来处理。

 

现在我们明白,游戏对外服和游戏逻辑服都支持动态增加和减少。无论未来玩家数量增加或减少,我们都能够轻松应对。架构是支持玩家无感知更新的,这得益于分步式设计。举例来说,如果 A 类型的游戏逻辑服需要增加一些新功能,我们可以启动 A-3、A-4 等已经支持了新功能的服务器,然后逐步将之前的 A-1 和 A-2 下线,从而实现了无感知的更新。

此外,框架还支持玩家动态绑定游戏逻辑服;玩家与游戏逻辑服绑定后,之后的请求都由该游戏逻辑服来处理。

除了游戏之外,ioGame 也适用于物联网相关项目。只需将图中的玩家视为具体的设备,即使存在数亿个设备,ioGame 的架构也可以轻松支持。从 2022 年开始,已经有一些物联网公司开始采用这一解决方案,并得到了很好的体验。

ioGame 适用于网络游戏服务器、物联网、内部系统及各种需要长连接的场景;


通过 ioGame 可以使得游戏编程变得简单,下面是一个业务示例

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;

/** 请求 */
@ProtobufClass
@FieldDefaults(level = AccessLevel.PUBLIC)
public class HelloReq {
    String name;
}

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。这段业务代码可以同时支持 TCP、WebSocket、UDP。

@ActionController(1)
public class DemoAction {
    @ActionMethod(0)
    public HelloReq here(HelloReq helloReq) {
        HelloReq newHelloReq = new HelloReq();
        newHelloReq.name = helloReq.name + ", I'm here ";
        return newHelloReq;
    }
}

一个方法在业务框架中表示一个 Action(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] ━━━ [当前线程:RequestMessage-8-1] 

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;

框架内置功

内置多种可选模块,可按需选择,以方便应用开发:

  • 领域事件 轻量级单机最快 MQ -- disruptor;通过领域事件模块,可为你的系统实现类似 Guava-EventBus、Spring 事件驱动模型 ApplicationEvent、业务解耦、规避并发、不阻塞主线程... 等,各种浪操作)
  • 任务延时器 (将来某个时间可对任务进行执行、暂停、取消等操作,并不是类似 Quartz 的任务调度)
  • 多环境切换 (不同运行环境下的配置支持)
  • light-jprotobuf 补足 jprotobuf 不能让多个对象在单个 .proto 源文件中生成的需求,并简化 jprotobuf 对源文件的注释
  • 分步式锁 (基于 Redisson 的简单实现)

内置的其他功能:

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

ioGame 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。

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