為什么go語(yǔ)言適合開(kāi)發(fā)網(wǎng)游服務(wù)器端

個(gè)人覺(jué)得golang十分適合進(jìn)行網(wǎng)游服務(wù)器端開(kāi)發(fā)，寫(xiě)下這篇文章總結(jié)一下。 從網(wǎng)游的角度看： 要成功的運(yùn)營(yíng)一款網(wǎng)游，很大程度上依賴于玩家自發(fā)形成的社區(qū)。只有玩家自發(fā)形成一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，游戲才能持續(xù)下去，避免鬼城的出現(xiàn)。而這就需要多次大量導(dǎo)入用戶，在同時(shí)在線用戶量達(dá)到某個(gè)臨界點(diǎn)的時(shí)候，才有可能完成。因此，多人同時(shí)在線十分有必要。 再來(lái)看網(wǎng)游的常見(jiàn)玩法，除了排行榜這類統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)匯總的功能外，基本沒(méi)有需要大量CPU時(shí)間的應(yīng)用。以前的項(xiàng)目里，即時(shí)戰(zhàn)斗產(chǎn)生的各種傷害計(jì)算對(duì)CPU的消耗也不大。玩家要完成一次操作，需要通過(guò)客戶端-服務(wù)器端-客戶端這樣一個(gè)來(lái)回，為了獲得高響應(yīng)速度，滿足玩家體驗(yàn)，服務(wù)器端的處理也不能占用太多時(shí)間。所以，每次請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的CPU占用是比較小的。 網(wǎng)游的IO主要分兩個(gè)方面，一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)IO，一個(gè)是磁盤(pán)IO。網(wǎng)絡(luò)IO方面，可以分成美術(shù)資源的IO和游戲邏輯指令的IO，這里主要分析游戲邏輯的IO。游戲邏輯的IO跟CPU占用的情況相似，每次請(qǐng)求的字節(jié)數(shù)很小，但由于多人同時(shí)在線，因此并發(fā)數(shù)相當(dāng)高。另外，地圖信息的廣播也會(huì)帶來(lái)比較頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信。磁盤(pán)IO方面，主要是游戲數(shù)據(jù)的保存。采用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)有比較大的區(qū)別。以前的項(xiàng)目里，就經(jīng)歷了從MySQL轉(zhuǎn)向MongoDB這種內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程，磁盤(pán)IO不再是瓶頸?？傮w來(lái)說(shuō)，還是用內(nèi)存做一級(jí)緩沖，避免大量小數(shù)據(jù)塊讀寫(xiě)的方案。 針對(duì)網(wǎng)游的這些特點(diǎn)，golang的語(yǔ)言特性十分適合開(kāi)發(fā)游戲服務(wù)器端。 首先，go語(yǔ)言提供goroutine機(jī)制作為原生的并發(fā)機(jī)制。每個(gè)goroutine所需的內(nèi)存很少，實(shí)際應(yīng)用中可以啟動(dòng)大量的goroutine對(duì)并發(fā)連接進(jìn)行響應(yīng)。goroutine與gevent中的greenlet很相像，遇到IO阻塞的時(shí)候，調(diào)度器就會(huì)自動(dòng)切換到另一個(gè)goroutine執(zhí)行，保證CPU不會(huì)因?yàn)镮O而發(fā)生等待。而goroutine與gevent相比，沒(méi)有了python底層的GIL限制，就不需要利用多進(jìn)程來(lái)榨取多核機(jī)器的性能了。通過(guò)設(shè)置最大線程數(shù)，可以控制go所啟動(dòng)的線程，每個(gè)線程執(zhí)行一個(gè)goroutine，讓CPU滿負(fù)載運(yùn)行。 同時(shí)，go語(yǔ)言為goroutine提供了獨(dú)到的通信機(jī)制channel。channel發(fā)生讀寫(xiě)的時(shí)候，也會(huì)掛起當(dāng)前操作channel的goroutine，是一種同步阻塞通信。這樣既達(dá)到了通信的目的，又實(shí)現(xiàn)同步，用CSP模型的觀點(diǎn)看，并發(fā)模型就是通過(guò)一組進(jìn)程和進(jìn)程間的事件觸發(fā)解決任務(wù)的。雖然說(shuō)，主流的編程語(yǔ)言之間，只要是圖靈完備的，他們就都能實(shí)現(xiàn)相同的功能。但go語(yǔ)言提供的這種協(xié)程間通信機(jī)制，十分優(yōu)雅地揭示了協(xié)程通信的本質(zhì)，避免了以往鎖的顯式使用帶給程序員的心理負(fù)擔(dān)，確是一大優(yōu)勢(shì)。進(jìn)行網(wǎng)游開(kāi)發(fā)的程序員，可以將游戲邏輯按照單線程阻塞式的寫(xiě)，不需要額外考慮線程調(diào)度的問(wèn)題，以及線程間數(shù)據(jù)依賴的問(wèn)題。因?yàn)?，線程間的channel通信，已經(jīng)表達(dá)了線程間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系了，而go的調(diào)度器會(huì)給予妥善的處理。 另外，go語(yǔ)言提供的gc機(jī)制，以及對(duì)指針的保護(hù)式使用，可以大大減輕程序員的開(kāi)發(fā)壓力，提高開(kāi)發(fā)效率。 展望未來(lái)，我期待go語(yǔ)言社區(qū)能夠提供更多的goroutine間的隔離機(jī)制。個(gè)人十分推崇erlang社區(qū)的脆崩哲學(xué)，推動(dòng)應(yīng)用發(fā)生預(yù)期外行為時(shí)，盡早崩潰，再fork出新進(jìn)程處理新的請(qǐng)求。對(duì)于協(xié)程機(jī)制，需要由程序員保證執(zhí)行的函數(shù)不會(huì)發(fā)生死循環(huán)，導(dǎo)致線程卡死。

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Go語(yǔ)言設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（上）

基本設(shè)計(jì)思路：

類型轉(zhuǎn)換、類型斷言、動(dòng)態(tài)派發(fā)。iface，eface。

反射對(duì)象具有的方法：

編譯優(yōu)化：

內(nèi)部實(shí)現(xiàn)：

實(shí)現(xiàn) Context 接口有以下幾個(gè)類型（空實(shí)現(xiàn)就忽略了）：

互斥鎖的控制邏輯：

設(shè)計(jì)思路：

（以上為寫(xiě)被讀阻塞，下面是讀被寫(xiě)阻塞）

總結(jié)，讀寫(xiě)鎖的設(shè)計(jì)還是非常巧妙的：

設(shè)計(jì)思路：

WaitGroup 有三個(gè)暴露的函數(shù):

部件：

設(shè)計(jì)思路：

結(jié)構(gòu)：

Once 只暴露了一個(gè)方法：

實(shí)現(xiàn)：

三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

細(xì)節(jié)：

讓多協(xié)程任務(wù)的開(kāi)始執(zhí)行時(shí)間可控（按順序或歸一）。（Context 是控制結(jié)束時(shí)間）

設(shè)計(jì)思路： 通過(guò)一個(gè)鎖和內(nèi)置的 notifyList 隊(duì)列實(shí)現(xiàn)，Wait() 會(huì)生成票據(jù)，并將等待協(xié)程信息加入鏈表中，等待控制協(xié)程中發(fā)送信號(hào)通知一個(gè)（Signal()）或所有（Boardcast()）等待者（內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是通過(guò)票據(jù)通知的）來(lái)控制協(xié)程解除阻塞。

暴露四個(gè)函數(shù)：

實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)：

部件：

包： golang.org/x/sync/errgroup

作用：開(kāi)啟 func() error 函數(shù)簽名的協(xié)程，在同 Group 下協(xié)程并發(fā)執(zhí)行過(guò)程并收集首次 err 錯(cuò)誤。通過(guò) Context 的傳入，還可以控制在首次 err 出現(xiàn)時(shí)就終止組內(nèi)各協(xié)程。

設(shè)計(jì)思路：

結(jié)構(gòu)：

暴露的方法：

實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)：

注意問(wèn)題：

包： "golang.org/x/sync/semaphore"

作用：排隊(duì)借資源（如錢(qián)，有借有還）的一種場(chǎng)景。此包相當(dāng)于對(duì)底層信號(hào)量的一種暴露。

設(shè)計(jì)思路：有一定數(shù)量的資源 Weight，每一個(gè) waiter 攜帶一個(gè) channel 和要借的數(shù)量 n。通過(guò)隊(duì)列排隊(duì)執(zhí)行借貸。

結(jié)構(gòu)：

暴露方法：

細(xì)節(jié)：

部件：

細(xì)節(jié)：

包： "golang.org/x/sync/singleflight"

作用：防擊穿。瞬時(shí)的相同請(qǐng)求只調(diào)用一次，response 被所有相同請(qǐng)求共享。

設(shè)計(jì)思路：按請(qǐng)求的 key 分組（一個(gè) *call 是一個(gè)組，用 map 映射存儲(chǔ)組），每個(gè)組只進(jìn)行一次訪問(wèn)，組內(nèi)每個(gè)協(xié)程會(huì)獲得對(duì)應(yīng)結(jié)果的一個(gè)拷貝。

結(jié)構(gòu)：

邏輯：

細(xì)節(jié)：

部件：

如有錯(cuò)誤，請(qǐng)批評(píng)指正。

Go 限制同時(shí)執(zhí)行的線程數(shù)

假設(shè)，現(xiàn)在有1w個(gè)任務(wù)，需要通過(guò)線程并發(fā)執(zhí)行。如果直接執(zhí)行，會(huì)把內(nèi)存撐爆。需要讓這些任務(wù)一批一批執(zhí)行。如果設(shè)定，每次最多同時(shí)執(zhí)行10個(gè)任務(wù)。

需要用到通道channel，利用channel的limit，通過(guò)堵塞通道的方式，把進(jìn)程堵住。

當(dāng)前名稱：go語(yǔ)言并發(fā)執(zhí)行多任務(wù) go語(yǔ)言多進(jìn)程
網(wǎng)頁(yè)鏈接：http://jinyejixie.com/article0/dopscoo.html

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