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隨著Node.js的不斷發(fā)展與壯大，應(yīng)用范圍也越來越廣泛，從傳統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用，到互聯(lián)網(wǎng)使用，再到云計(jì)算的發(fā)展，它的身影也是隨處可見。當(dāng)然，它的受歡迎程度能在短時(shí)間內(nèi)得到這么快的發(fā)展，除卻與其本身的事件模型及V8的性能優(yōu)化等一系列特性有關(guān)之外，還和國內(nèi)外很多互聯(lián)網(wǎng)公司的攻城師的大量應(yīng)用和參與到開源項(xiàng)目中有密切關(guān)系，如網(wǎng)易的游戲開發(fā)，淘寶的數(shù)據(jù)之美等等。隨著HTML5應(yīng)用和移動互聯(lián)網(wǎng)平臺的指數(shù)增長，越來越多的用戶使用了移動平臺的休閑服務(wù)，采用 Node.js 實(shí)現(xiàn)高性能和可擴(kuò)展性的游戲服務(wù)將是一件有意義的工作。

在互聯(lián)網(wǎng)上，目前有一些采用 Node.js 實(shí)現(xiàn)的開源游戲服務(wù)框架，如 Mozilla的 Browser Quest ， Google的 Grits ，Chilly等。但是無一例外，這些框架不但與游戲邏輯聯(lián)系緊密，而且?guī)缀鯖]有可擴(kuò)展性和性能數(shù)據(jù)，同時(shí)也不提供任何游戲開發(fā)的管理工具，除了采用 JavaScript 編寫外，很難體現(xiàn)出采用 Node.js 實(shí)現(xiàn)游戲開發(fā)的優(yōu)越性。

概念

通常游戲分為角色扮演類和策略類及混合類等幾種游戲類型。那么在網(wǎng)頁游戲類型中，根據(jù)游戲的類型，開發(fā)者可能采用不同的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式，如策略類游戲可能更偏重于游戲的策略性和邏輯性，也就是考驗(yàn)游戲玩家的各種組合或搭配之類的游戲，對實(shí)時(shí)性的要求不會很高，在用戶的可接受范圍之內(nèi)即可，因此也可以采用常用的Web應(yīng)用開發(fā)模式來實(shí)現(xiàn)，而客戶端采用輪詢或長連接等方式來實(shí)現(xiàn)，這些應(yīng)用模式也有很多的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可以參考，因此能做到具有較好的可擴(kuò)展性及伸縮性；此外，應(yīng)用服務(wù)器和服務(wù)框架等也可以采用現(xiàn)存的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但是這只能滿足對游戲?qū)崟r(shí)性要求不高的場景服務(wù)，由于此類的應(yīng)用方案非常成熟，在下文的討論中，將不再詳述。

角色扮演類游戲根據(jù)策劃的要求可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能，如聊天，打斗，自動刷怪等各種復(fù)雜的功能，但是開發(fā)者基本可以把這些功能抽象地劃分為二大類，即服務(wù)端的網(wǎng)絡(luò)傳輸與邏輯運(yùn)算能力，這樣游戲服務(wù)的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)會稍微簡單些?，F(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)傳輸基本上是采用Socket服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)的，邏輯運(yùn)算這個(gè)就不需要再述了，因此，游戲服務(wù)器就可以粗略的歸納為Socket的服務(wù)器綜合游戲業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)。

與Web應(yīng)用區(qū)別

從上面游戲服務(wù)的概念簡單介紹中可以得知，實(shí)時(shí)游戲服務(wù)器的開發(fā)與傳統(tǒng)的Web開發(fā)還是具有一些不同點(diǎn)，這些不同點(diǎn)著重體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
大部分的Web應(yīng)用還是短連接的方式去實(shí)現(xiàn)，而游戲的實(shí)時(shí)性需要采用長連接的方式進(jìn)行。

Web應(yīng)用的場景一般是讀多寫少的應(yīng)用，熱點(diǎn)數(shù)據(jù)基本可以緩存；游戲服務(wù)的數(shù)據(jù)經(jīng)常發(fā)生變動，如移動中的路徑，打怪掉血等，緩存基本很快就失效，屬于寫多讀少的應(yīng)用場景。

廣播特性，即Web應(yīng)用行為上基本只需要用戶與服務(wù)器交互，其他用戶要實(shí)現(xiàn)共享他人信息的時(shí)候，會采用類似拉的方式如長輪詢來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，即使在沒有數(shù)據(jù)更新的狀態(tài)時(shí)也需要消耗一定的服務(wù)端資源，造成一定的浪費(fèi)；游戲里面的交互方式需要實(shí)時(shí)進(jìn)行，對影響三方的數(shù)據(jù)，必須采用廣播的方法進(jìn)行消息推送，即推的模式。

目前的Web應(yīng)用開發(fā)一般采用無狀態(tài)性的方式來實(shí)現(xiàn)，因此可以實(shí)現(xiàn)較好的可擴(kuò)展性，很多Web服務(wù)會采用綁定會話或集中會話等方式工作，當(dāng)后面的某臺服務(wù)器出現(xiàn)宕機(jī)時(shí)，服務(wù)也可以很快的切換；但是游戲服務(wù)器和用戶之間的連接是有狀態(tài)的，在斷開時(shí)需要進(jìn)行相關(guān)的通知和數(shù)據(jù)持久化，在重連時(shí)需要進(jìn)行狀態(tài)恢復(fù)等手段來維護(hù)游戲世界的運(yùn)行。

除以上幾點(diǎn)不同之外，還有負(fù)載均衡的策略，服務(wù)驅(qū)動方式，系統(tǒng)判定，系統(tǒng)安全如外掛作弊等相關(guān)問題，文章中不再對他們進(jìn)行對比說明。一般來講，根據(jù)游戲的規(guī)模與需求，通常游戲服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)的模式會使用如下的三種架構(gòu)方式來實(shí)現(xiàn)。

單進(jìn)程服務(wù)架構(gòu)

圖1 單進(jìn)程服務(wù)架構(gòu)

圖1是目前互聯(lián)網(wǎng)上的很多游戲服務(wù)器使用的架構(gòu)，比如商用的SmartFoxServer游戲服務(wù)器,開源的有Google的 Grits, Mozilla的 Browser Quest等框架。所有的程序在同一個(gè)進(jìn)程里面運(yùn)行，架構(gòu)簡單，開發(fā)人員上手快，開發(fā)和調(diào)試非常方便又快速，成本較低，后期的維護(hù)成本可能隨著游戲項(xiàng)目的大小而不同，但是整體應(yīng)該不會太高。很明顯，游戲的世界是在同一個(gè)進(jìn)程里運(yùn)行，在單個(gè)場景都有不少在線用戶的時(shí)候，如果采用單進(jìn)程的 Node.js 實(shí)現(xiàn)的話，每個(gè)用戶的操作可能會有一定的延遲，特別是在大量用戶同時(shí)做大量操作與AI運(yùn)算時(shí)，如服務(wù)端尋路和自動殺怪，延遲會更加嚴(yán)重；同時(shí)單進(jìn)程對計(jì)算機(jī)資源使用有限。因此只適合游戲的原型制作或小型的游戲開發(fā)。另外，由于游戲的狀態(tài)與復(fù)雜性，也無法較好的實(shí)現(xiàn)游戲的可擴(kuò)展性，基本只能通過添加游戲服務(wù)器的方式來實(shí)現(xiàn)，即所謂的開新服，而這些用戶之間是無法在同一個(gè)世界里通信會話和交互的。盡管Node.js支持原生的TCP服務(wù)，使用簡單；但是目前大部分網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，尤其是支持HTML5的應(yīng)用，由于性能較好并且使用簡單，成為大部分應(yīng)用采用的網(wǎng)絡(luò)庫來實(shí)現(xiàn)高性能websocket服務(wù)。在移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，由于協(xié)議較復(fù)雜與通信數(shù)據(jù)等問題，需要一定的裁減。下面示例中，就是最簡單的單進(jìn)程服務(wù)的原型：

var socketio =
require('');
var io =
socketio.listen(8080);
io.sockets.on('connection',function(socket){
     socket.on('disconnect',function(){
     //user leave
     });
 socket.on('message',function(msg){
     if (getLoginStatus(socket)) {
    game[data.action].apply(null,[socket,msg]); 
     } else {
     game['login'].apply(null,[socket,msg]); 
     }
 });
});

多進(jìn)程服務(wù)架構(gòu)

圖2 多進(jìn)程服務(wù)架構(gòu)

在上圖2中，我們可以看出，每個(gè)進(jìn)程負(fù)責(zé)采用單一職責(zé)，各進(jìn)程間通過一定的規(guī)則（如RPC遠(yuǎn)程過程調(diào)用）來進(jìn)行通信，游戲中的各場景服務(wù)使用一個(gè)進(jìn)程來服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各場景游戲運(yùn)行的分離。但是在開發(fā)過程中，不需要考慮每個(gè)場景具體的信息，全部采用統(tǒng)一的代碼來實(shí)現(xiàn)，開發(fā)方便，通過添加適當(dāng)?shù)膮?shù)來實(shí)現(xiàn)較易的調(diào)試，每個(gè)進(jìn)程分別運(yùn)行在服務(wù)器的多核上，即可以充分使用計(jì)算機(jī)的資源，也由于職責(zé)單一，由于每個(gè)進(jìn)程都專職做自己的事，因此，在壓力大的時(shí)候，可以很明顯的查出問題所在，并可以較好的實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)的服務(wù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，可以達(dá)到較好的性能和一定的可伸縮性。但是，在各游戲的世界里，無法準(zhǔn)確的知道游戲的狀態(tài)如在線人數(shù)之類的，會存在熱點(diǎn)數(shù)據(jù)和服務(wù)過載等一些問題，造成部分服務(wù)堵死等現(xiàn)象，也無法達(dá)到在不停服務(wù)的情況下進(jìn)行服務(wù)器擴(kuò)容與自動切換等問題，同時(shí)會給游戲運(yùn)營帶來一定的問題，不能充分的對玩家數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與挖掘，因此，這種實(shí)現(xiàn)方式可以滿足中小型的游戲開發(fā)。這種架構(gòu)目前很多的游戲服務(wù)器中還在使用，技術(shù)發(fā)展也較成熟，如傳奇服務(wù)端架構(gòu)等。

分布式服務(wù)架構(gòu)

圖3 分布式的服務(wù)架構(gòu)

同樣，分布式的服務(wù)架構(gòu)與多進(jìn)程的架構(gòu)具有很多相同點(diǎn)，如進(jìn)程服務(wù)單一職責(zé)，較好的性能調(diào)優(yōu)，同時(shí)采用集中式的方式對游戲服務(wù)器進(jìn)行管理，各游戲服務(wù)器可以通過自定義的方式即DSL進(jìn)行游戲業(yè)務(wù)的路由與分發(fā)，通過主備服務(wù)器的狀態(tài)可以很清楚的知道每個(gè)服務(wù)的狀態(tài)及運(yùn)行情況，這樣可通過動態(tài)添加服務(wù)來到達(dá)負(fù)載均衡，具備較好的性能和可擴(kuò)展性，能滿足大型游戲的開發(fā)。當(dāng)然，采用這樣方式，會具有一定的復(fù)雜性，同時(shí)各服務(wù)之間可能是不在同一臺服務(wù)器上的，因此會帶來一定的網(wǎng)絡(luò)開銷，在大量廣播的場景中，網(wǎng)絡(luò)IO壓力大，需要通過定時(shí)批量或AOI服務(wù)等方式來進(jìn)行廣播通信，同時(shí)，游戲的通信協(xié)議需要經(jīng)過特別的設(shè)計(jì)，盡量避免數(shù)據(jù)序列化上的CPU重復(fù)開銷，采用胖客戶端的方式去分擔(dān)游戲服務(wù)器的序列化與反序列化；另外還有可能引入分布式事務(wù)等相關(guān)問題，需要在一個(gè)集中點(diǎn)進(jìn)行處理。當(dāng)然，在游戲設(shè)計(jì)中，策劃開發(fā)人員需要盡量避免這種跨場景跨進(jìn)程的游戲邏輯需求。

在分布式架構(gòu)實(shí)現(xiàn)中，目前商業(yè)上較成功的案例是BigWorld游戲服務(wù)框架，國內(nèi)外很多大型的游戲開發(fā)商都在使用。而在開源部分，目前還沒有較穩(wěn)定成熟的方案，我們團(tuán)隊(duì)采用Node.js正在開發(fā)的Pomelo游戲服務(wù)框架正在努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，現(xiàn)已進(jìn)入最后的文檔整理階段，預(yù)計(jì)將在十月份進(jìn)行開源與線上示例演示。

總結(jié)

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