ioGame21 发布,史诗级增强,质的飞越;Java Netty 轻量级网络游戏服务器框架

来源: 投稿
作者: 渔民小镇
2024-02-19 11:23:00

ioGame21 首发计划

框架版本更新日志 (yuque.com)

功能支持 完成 描述 issu
游戏对外服开放自定义协议 功能增强 #213
游戏对外服缓存 功能增强、性能提升 #76
FlowContext 增加通信能力,提供同步、异步、异步回调的便捷使用 功能增强 #235
虚拟线程支持; 各逻辑服之间通信阻塞部分,改为使用虚拟线程,避免阻塞业务线程 功能增强、性能提升  
默认不使用 bolt 线程池,减少上下文切换。

ioGame17:
netty --> bolt 线程池 --> ioGame 线程池。

ioGame21:
1. netty --> ioGame 线程池。
2. 部分业务将直接在 netty 线程中消费业务。

文档 - ioGame 线程相关
性能提升  
全链路调用日志跟踪;日志增强 traceId 功能增强 #230
移除文档自动生成,改为由开发者调用触发。 整理  
移除过期代码 整理 #237
分布式事件总线

可以代替 redis pub sub 、 MQ ,并且具备全链路调用日志跟踪,这点是中间件产品做不到的。
功能增强 #228
日志库使用新版本 slf4j 2.0    
Fury 支持。

Fury 是一个基于JIT动态编译和零拷贝的高性能多语言序列化框架
  在计划内,不一定会支持 因在发布 ioGame21 时,Fury 还未发布稳定版本,所以这里暂不支持。
心跳响应前的回调 功能增强 #234
FlowContext 增加更新、获取元信息的便捷使用 功能增强 #236

ioGame21 首发内容简介

在 ioGame21 中,该版本做了数百项优化及史诗级增强。

  • 文档方面
  • 线程管理域方面的开放与统一、减少线程池上下文切换
  • FlowContext 得到了史诗级的增强。
  • 新增通讯方式 - 分布式事件总线
  • 游戏对外服方面增强
  • 全链路调用日志跟踪
  • 各逻辑服之间通信阻塞部分,改为使用虚拟线程, 避免阻塞业务线程,从而使得框架的吞吐量得到了巨大的提升。

游戏对外服相关

#76 游戏对外服缓存

更多的介绍,请阅读游戏对外服缓存文档。

游戏对外服缓存,可以将一些热点的业务数据缓存在游戏对外服中,玩家每次访问相关路由时,会直接从游戏对外服的内存中取数据。这样可以避免反复请求游戏逻辑服,从而达到性能的超级提升;

private static void extractedExternalCache() {
    // 框架内置的缓存实现类
    DefaultExternalCmdCache externalCmdCache = new DefaultExternalCmdCache();
    // 添加到配置中
    ExternalGlobalConfig.externalCmdCache = externalCmdCache;
    // 配置缓存 3-1
    externalCmdCache.addCmd(3, 1);
}

#213 游戏对外服开放自定义协议

更多的介绍,请阅读游戏对外服的协议说明文档。

开发者可自定义游戏对外服协议,用于代替框架默认的 ExternalMessage 公共对外协议。

#234 心跳响应前的回调

更多的介绍,请阅读心跳设置与心跳钩子文档。

在部分场景下,在响应心跳前可添加当前时间,使得客户端与服务器时间同步。

@Slf4j
public class DemoIdleHook implements SocketIdleHook {
    ... ... 省略部分代码
    volatile byte[] timeBytes;

    public DemoIdleHook() {
        updateTime();
        // 每秒更新当前时间
        TaskKit.runInterval(this::updateTime, 1, TimeUnit.SECONDS);
    }

    private void updateTime() {
        LongValue data = LongValue.of(TimeKit.currentTimeMillis());
        // 避免重复序列化,这里提前序列化好时间数据
        timeBytes = DataCodecKit.encode(data);
    }

    @Override
    public void pongBefore(BarMessage idleMessage) {
        // 把当前时间戳给到心跳接收端
        idleMessage.setData(timeBytes);
    }
}

FlowContext

#235 FlowContext 增加通信能力,提供同步、异步、异步回调的便捷使用

更多的介绍,请阅读 FlowContext 文档。

// 跨服请求 - 同步、异步回调演示
void invokeModuleMessage() {
    // 路由、请求参数
    ResponseMessage responseMessage = flowContext.invokeModuleMessage(cmdInfo, yourData);
    RoomNumMsg roomNumMsg = responseMessage.getData(RoomNumMsg.class);
    log.info("同步调用 : {}", roomNumMsg.roomCount);

    // --- 此回调写法,具备全链路调用日志跟踪 ---
    // 路由、请求参数、回调
    flowContext.invokeModuleMessageAsync(cmdInfo, yourData, responseMessage -> {
        RoomNumMsg roomNumMsg = responseMessage.getData(RoomNumMsg.class);
        log.info("异步回调 : {}", roomNumMsg.roomCount);
    });
}

// 广播
public void broadcast(FlowContext flowContext) {
    // 全服广播 - 路由、业务数据
    flowContext.broadcast(cmdInfo, yourData);

    // 广播消息给单个用户 - 路由、业务数据、userId
    long userId = 100;
    flowContext.broadcast(cmdInfo, yourData, userId);

    // 广播消息给指定用户列表 - 路由、业务数据、userIdList
    List<Long> userIdList = new ArrayList<>();
    userIdList.add(100L);
    userIdList.add(200L);
    flowContext.broadcast(cmdInfo, yourData, userIdList);

    // 给自己发送消息 - 路由、业务数据
    flowContext.broadcastMe(cmdInfo, yourData);

    // 给自己发送消息 - 业务数据
    // 路由则使用当前 action 的路由。
    flowContext.broadcastMe(yourData);
}

#236 FlowContext 增加更新、获取元信息的便捷使用

更多的介绍,请阅读 FlowContext 文档。

void test(MyFlowContext flowContext) {
    // 获取元信息
    MyAttachment attachment = flowContext.getAttachment();
    attachment.nickname = "渔民小镇";

    // [同步]更新 - 将元信息同步到玩家所在的游戏对外服中
    flowContext.updateAttachment();

    // [异步无阻塞]更新 - 将元信息同步到玩家所在的游戏对外服中
    flowContext.updateAttachmentAsync();
}

public class MyFlowContext extends FlowContext {
    MyAttachment attachment;

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public MyAttachment getAttachment() {
        if (Objects.isNull(attachment)) {
            this.attachment = this.getAttachment(MyAttachment.class);
        }

        return this.attachment;
    }
}

线程相关

更多的介绍,请阅读 ioGame 线程相关文档。

虚拟线程支持,各逻辑服之间通信阻塞部分使用虚拟线程来处理,避免阻塞业务线程。

默认不使用 bolt 线程池,减少上下文切换。ioGame21 业务消费的线程相关内容如下:

  1. netty --> ioGame 线程池。
  2. 部分业务将直接在 netty 线程中消费业务。

在 ioGame21 中,框架内置了 3 个线程执行器管理域,分别是

  1. UserThreadExecutorRegion ,用户线程执行器管理域。
  2. UserVirtualThreadExecutorRegion ,用户虚拟线程执行器管理域。
  3. SimpleThreadExecutorRegion ,简单的线程执行器管理域。

从工具类中得到与用户(玩家)所关联的线程执行器

@Test
public void userThreadExecutor() {
    long userId = 1;

    ThreadExecutor userThreadExecutor = ExecutorRegionKit.getUserThreadExecutor(userId);

    userThreadExecutor.execute(() -> {
        // print 1
        log.info("userThreadExecutor : 1");
    });

    userThreadExecutor.execute(() -> {
        // print 2
        log.info("userThreadExecutor : 2");
    });
}

@Test
public void getUserVirtualThreadExecutor() {
    long userId = 1;

    ThreadExecutor userVirtualThreadExecutor = ExecutorRegionKit.getUserVirtualThreadExecutor(userId);

    userVirtualThreadExecutor.execute(() -> {
        // print 1
        log.info("userVirtualThreadExecutor : 1");
    });

    userVirtualThreadExecutor.execute(() -> {
        // print 2
        log.info("userVirtualThreadExecutor : 2");
    });
}

@Test
public void getSimpleThreadExecutor() {
    long userId = 1;

    ThreadExecutor simpleThreadExecutor = ExecutorRegionKit.getSimpleThreadExecutor(userId);

    simpleThreadExecutor.execute(() -> {
        // print 1
        log.info("simpleThreadExecutor : 1");
    });

    simpleThreadExecutor.execute(() -> {
        // print 2
        log.info("simpleThreadExecutor : 2");
    });
}

从 FlowContext 中得到与用户(玩家)所关联的线程执行器

void executor() {
    // 该方法具备全链路调用日志跟踪
    flowContext.execute(() -> {
        log.info("用户线程执行器");
    });

    // 正常提交任务到用户线程执行器中
    // getExecutor() 用户线程执行器
    flowContext.getExecutor().execute(() -> {
        log.info("用户线程执行器");
    });
}

void executeVirtual() {
    // 该方法具备全链路调用日志跟踪
    flowContext.executeVirtual(() -> {
        log.info("用户虚拟线程执行器");
    });

    // 正常提交任务到用户虚拟线程执行器中
    // getVirtualExecutor() 用户虚拟线程执行器
    flowContext.getVirtualExecutor().execute(() -> {
        log.info("用户虚拟线程执行器");
    });

    // 示例演示 - 更新元信息(可以使用虚拟线程执行完成一些耗时的操作)
    flowContext.executeVirtual(() -> {
        log.info("用户虚拟线程执行器");
        
        // 更新元信息
        flowContext.updateAttachment();
        
        // ... ... 其他业务逻辑
    });
}

日志相关

日志库使用新版本 slf4j 2.x

#230 支持全链路调用日志跟踪;

更多的介绍,请阅读全链路调用日志跟踪文档。

开启 traceId 特性

该配置需要在游戏对外服中设置,因为游戏对外服是玩家请求的入口。

// true 表示开启 traceId 特性
IoGameGlobalConfig.openTraceId = true;

全链路调用日志跟踪插件 TraceIdInOut 添加到业务框架中,表示该游戏逻辑服需要支持全链路调用日志跟踪。如果游戏逻辑服没有添加该插件的,表示不需要记录日志跟踪。

BarSkeletonBuilder builder = ...;
// traceId
TraceIdInOut traceIdInOut = new TraceIdInOut();
builder.addInOut(traceIdInOut);

分布式事件总线

#228 分布式事件总线是新增的通讯方式,可以代替 redis pub sub 、 MQ ...等中间件产品;分布式事件总线具备全链路调用日志跟踪,这点是中间件产品所做不到的。

文档 - 分布式事件总线

小结

在 ioGame21 中,该版本做了数百项优化及史诗级增强。

  • 在线文档方面
  • 线程管理域方面的开放与统一、减少线程池上下文切换
  • FlowContext 增强
  • 新增通讯方式 - 分布式事件总线
  • 游戏对外服方面增强
  • 全链路调用日志跟踪

ioGame17 迁移到 ioGame21

文档:17 迁移到 ioGame21

 


ioGame 使用趋势数据

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

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


最小依赖

ioGame 已经上传到中央仓库,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,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。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、多进程的分布式游戏服务器
  • 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
  • javaSE

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、有状态多进程的分布式的网络编程服务器呢?如果是的话,这里向你推荐一个由 java 语言编写的网络编程框架 ioGame。下面将会从多个方面来对框架做一些简单的介绍。

ioGame 是一个轻量级的网络编程框架,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 有以下特点:

  • 无锁异步化、事件驱动的架构设计
  • 同时支持 TCP、WebSocket、UDP 多种连接方式,并且可扩展
  • 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
  • 框架为开发者提供了同步、异步、异步回调的方法,用于逻辑服之间的相互访问
  • ioGame 是纯 javaSE 的,使得 ioGame 能与其他框架方便的进行集成、融合;如 spring ...等
  • 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制
  • 提供了灵活的线程扩展、设置
  • 具备智能的同进程亲和性
  • 具备全链路调用日志跟踪特性
  • 业务框架提供了插件机制,插件是可插拨、可扩展的
  • JSR380验证、断言 + 异常机制 = 更少的维护成本
  • action 支持自动装箱、拆箱基础类型,用于解决协议碎片的问题

ioGame 是一个专为网络编程设计的轻量级框架,它可以帮助你快速地搭建和运行自己的网络服务器。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。如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。

ioGame 具备全链路调用日志跟踪特性,这在分布式下非常的实用。该特性为每个请求分配一个唯一标识,并记录在日志中,通过唯一标识可以快速的在日志中过滤出指定请求的信息。ioGame 提供的全链路调用日志跟踪特性更是强大,支持跨机器、跨进程。简单的说,从玩家的请求进来到结束,无论该请求经过了多少个游戏逻辑服,都能精准记录。

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;ioGame 则提供了多种类型的通讯方式,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,且具备全链路调用日志跟踪。这些通讯方式分别是

  1. 请求响应(单次请求处理)
  2. 广播(推送)
  3. 单个逻辑服间的相互通讯(可跨机器通信、可跨进程通信)
  4. 与同类型多个逻辑服相互通讯(可跨多个机器通信、可跨多个进程通信)
  5. 脉冲通讯(可跨多个机器通信、可跨多个进程通信)
  6. 分布式事件总线(类似 MQ、Redis 发布订阅机制;可跨多个机器通信、可跨多个进程通信)

在编码风格上,ioGame 为开发者提供了类 MVC 的编码风格(无入侵的 Java Bean ),这种设计方式很好的避免了类爆炸。同时,框架为开发者提供了同步、异步、异步回调的方法,用于逻辑服之间的相互访问;这使得开发者所编写的代码会非常的优雅,并且具备全链路调用日志跟踪。

从 ioGame21 开始,框架添加了虚拟线程的相关支持。各逻辑服之间通信阻塞部分使用虚拟线程,这样可以很好的避免阻塞业务线程,并大幅提高了框架的吞吐量。

在线程安全方面,框架为开发者解决了单个玩家的并发问题;即使玩家重新登录后,也会使用相同的线程来消费业务,并推荐使用领域事件来解决同一房间或业务内多个玩家的并发问题。框架在线程的扩展性上提供了友好的支持,开发者可以很容易的编写出无锁并发代码,这得益于 ioGame 独有的线程执行器设计与扩展。换句话说,你不会因为并发问题烦恼。

在无锁并发方面,ioGame 提供了优雅、独特的线程执行器设计。通过该特性,开发者能轻易的编写出无锁高并发的代码。

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。

在增减协议方面,ioGame 可以让你在新增或减少协议时,无需重启游戏对外服与 Broker(游戏网关);这样既能避免玩家断线,又能避免因新增、减少协议而重启所有机器的痛点。

在协议碎片方面,action 支持自动装箱、拆箱基础类型特性,用于解决协议碎片的问题。同时该特性除了能使你的业务代码更加清晰以外,还能大幅提高开发者在该环节的生产力。

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,action 支持自动装箱、拆箱基础类型,用于解决协议碎片的问题 ...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、可扩展的。框架内置提供了 DebugInOutaction 调用统计业务线程监控插件各时间段调用统计插件...等插件;不同的插件提供了不同的关注点,比如我们可以使用调用、监控等插件相互配合,可以让我们在开发阶段就知道是否存在性能问题。合理利用好各个插件,可以让我们在开发阶段就能知道问题所在,提前发现问题,提前预防问题。

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布式系统时更加简单。

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。

在安全方面,所有的游戏逻辑服不需要开放端口,天然地避免了扫描攻击。由于不需要为每个逻辑服分配独立的端口,那么我们在使用诸如云服务器之类的服务时,就不需要担心端口开放权限的问题了。别小看这一个环节,通常这些小细节最浪费开发者的时间。由于我们不需要管理这些 IP:Port,这部分的工作量就自然地消失了

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 JDK21,这样即可以让项目享受到分代 ZGC 带来的改进,还能享受语法上的简洁。分代 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。

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 的组成

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。


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、分布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,主要作用是解耦各逻辑服之间的关系、负载均衡、调度和转发任务。

而游戏对外服、游戏逻辑服使用分布式设计,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,这得益于分布式设计。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;

名称

扩展方式

职责

游戏对外服

分布式

与玩家连接、交互

游戏逻辑服

分布式

处理具体业务逻辑

Broker(游戏网关)

集群

调度和转发任务;

 

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;


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

游戏服务器的编程,游戏服务器接收业务数据后,对业务数据进行处理;下面这段代码可以同时支持 TCP、WebSocket、UDP 通信方式。

示例代码中展示了玩家的请求与响应处理,还展示了跨服(跨进程、跨机器)的请求处理的示例。无入侵的Java Bean。

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

    // 注意,这个方法只是为了演示而写的;(ioGame21 开始支持)
    // 效果与上面的方法一样,只不过是用广播(推送)的方式将数据返回给请求方
	@ActionMethod(0)
    public void here(HelloReq helloReq, FlowContext flowContext) {
        // 业务数据
        var newHelloReq = new HelloReq();
        newHelloReq.name = helloReq.name + ", I'm here ";

        flowContext.broadcastMe(newHelloReq);
    }

    // 跨服调用示例,下面分别展示了同步与异步回调的写法
    void testShowInvokeModule(FlowContext flowContext) {
        /*
         * 框架为跨服请求提供了同步、异步、异步回调的编码风格 api。(ioGame21 开始支持)
         */
        var cmdInfo = CmdInfo.of(1,0);
        var yourData = ... 你的请求参数
        
        // 跨服请求(异步回调 - 无阻塞)-- 路由、请求参数、回调。
        flowContext.invokeModuleMessageAsync(cmdInfo, yourData, responseMessage -> {
            var helloReq = responseMessage.getData(HelloReq.class);
             // --- 此异步回调,具备全链路调用日志跟踪 ---
            log.info("异步回调 : {}", helloReq);
        });


        // 跨服请求(同步 - 阻塞)-- 路由、请求参数。
        ResponseMessage responseMessage = flowContext.invokeModuleMessage(cmdInfo, yourData);
        var helloReq = responseMessage.getData(HelloReq.class);
        log.info("同步调用 : {}", helloReq);
    }
}

一个方法(here)在业务框架中表示一个 Action(一个业务动作)。

方法声明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).hello] ━━━━━ [cmd:1-0 65536] ━━━━━ [逻辑服 [xxx逻辑服] - id:[76526c134cc88232379167be83e4ddfc]]
┣ userId: 1
┣ 参数: active : HelloReq(id=101, name=塔姆)
┣ 响应: HelloReq(name=塔姆, I'm here )
┣ 时间: 1 ms (业务方法总耗时)
┗━━━━━ [ioGameVersion] ━━━━━ [线程:User-8-2] ━━━━━━━ [traceId:956230991452569600] ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

 

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。

ioGameVersion:表示当前所使用的 ioGame 版本。

线程:当前执行 action 所使用的线程。

traceId:全链路调用日志跟踪 id,每个请求唯一。(该特性在分布式下非常实用)

逻辑服:当前游戏逻辑服与其 id

 

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;


 

框架内置的其他功能

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
  • 分布式锁 (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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