《架构之美》阅读笔记02

一、阅读内容
第三章伸缩性架构设计
第四章记忆存留
二、笔记总结
(1)解决拥塞的几种方法
游戏架构要求用户体验好,大的延迟不被接受,甚至牺牲吞吐量换取少的延迟。而企业环境的架构重在吞吐量,管理业务。有一点延迟可以接受。一般情况下,处理拥塞的解决方案有两种。第一种是基于地理位置来实现。游戏设计包含不同的游戏区域,每个虚拟区域运行一台服务器,每个区域拥有自我限制功能,当人数过多时,服务拥塞,游戏变慢,趣味性下降,用户就转向更有趣的区域,响应时间就会得到改进。(对于棋牌类游戏,每个房间或区域有人数限制,满的房间可以限制进入)这种开发方法的问题:游戏设计时,需要决定哪些区域放在一台服务器上,而添加新的区域时比较容易,若改动原来的区域,可能需要改动代码,这些都是开发的工作量。第二种是分区。一个分区是一个区域的副本,运行在自己的服务器上,独立于其他分区,不同的玩家进入同一个区域的不同副本(分区)。这样的缺点时,不允许不同副本的玩家彼此进行交互。Darkstar架构就是克服以上缺点,支持随时伸缩,同时又不要求游戏逻辑受到伸缩影响。支持动态响应负载,而不是放在游戏设计中完成。
(2)Darkstar的架构
DarkStar是由一组服务组成。每个服务定义为一个小的编程接口。这些接口很像经典操作系统的服务,支持对服务端的访问持久存储、调度并执行任务、与游戏的客户端进行通信。这些服务的程序不会受低层实现变更的影响,因为每个服务由一个接口来描述。当接口不变时,一个服务的变更,不会影响其他服务的实现。这是一个"分治"的过程。另外,将基础设施设计为一组服务,可以将这些服务在不同场景下进行不同的组合,更加灵活,复用性强。一组服务可以组成一个Darkstar栈,Darkstar栈中具体包含哪些服务可以由一个配置文件来设置。从宏观结构上来看(分层、模块化、通信机制)每个Darkstar栈运行在一个服务器上,Darkstar栈就是服务的副本和游戏逻辑的副本。客户端连接到其中一个服务器,与该世界的抽象表示进行交互。每个副本可以与客户端独立的交互,不需要处理相同事件。复制主要是用于支持伸缩性。游戏逻辑也不知道其他服务器上的副本。而不同服务器上的副本协作是由Darkstar项目的基础设施完成的。游戏客户端与服务端的通信机制包含两种,一种是直接通信,另外一种是"发布-订阅"模式。Darkstar栈由一组元服务来协调,这是一组网络访问服务,对游戏程序员是不可见的。这些服务支持在线的副本相互协作,共同运营整个游戏。而且副本间相互独立,某副本失效,会发起失效恢复操作。此外,这些Darkstar元服务会跟踪各副本的负载,在需要的时间重新分配负载,或随时添加服务器,增加总体容量。
(3)基本的组件/服务
对于游戏程序员而言,可见的架构就是栈中包含了一组服务,而4个基本服务是必须的。数据服务、通道服务、客户端会话服务、任务服务。数据服务包括数据存储、数据读取、数据操作。任务服务则用于调度、执行任务。任务来源于对某个事件的响应、或游戏内部逻辑触发的。常见任务的操作包括:从数据服务中读取、修改一些数据,可能会有一些通信、或者生成其他的任务。这里还需要关注任务的时间限制、底层特征、并行性、数据竞争以及通信机制。
这些抽象层不会暴露客户端或服务端的真实端点,这样Darkstar系统能将服务端的通信端点从一个服务器上移到另外一个机器上,同时又不改变客户对通信的感觉。底层的基础设施可以根据需要进行动态调整。
(4)Darkstar架构的优点
1. Darkstar拒绝在服务器中存放任何重要信息。
所有生存周期超过一个任务的数据都需要放入"数据服务"中统一管理。这是Darkstar的核心。为什么?因为它能检测数据的并发问题,对游戏程序员隐藏这些细节,让服务器能利用多核架构,并实现整体是伸缩性。
2. 延迟的分析。
以上对并行性的处理,会引发一些延迟。将数据放入内存,才能将延迟最小化,是主流观点。
而采用"数据服务"的方式会影响性能,访问数据会引入一定延迟。但比其他方法会更有竞争力:1)持久化存储可以利用数据库缓存和一致性,尽量减少数据访问延迟。2)将相关联的玩家放到一个服务器上去,也可以利用数据库的标准缓存技术,减少访问和保存持久数据的延迟。(与基于地理位置的技术不同,这部分工作无需放入游戏开发工作中,而是根据运行时进行优化,(类似于编译优化与运行优化))
3. 可靠性更高。
利用高并发来弥补持久化存储的延迟损失,方案总体上是更有优势,也更符合未来芯片基础架构发展的方向。另外,持久化"数据服务"将服务器失效而导致的数据丢失减少到了最小。
4. 简化游戏程序员工作。
当同时要求支持伸缩性和减少延迟的开发目标,那么开发者需要编写自己的分布式和多线程基础架构和代码,这对开发者的要求更高,且工作量更大。而Darkstar将所有任务封装到事务中,并在"数据服务"中检测数据冲突,开发者就能享受多线程的好处,又不必在他们的代码中引入锁协议、同步和信号量。 Darkstar提供透明的负载平衡。
但是开发者还是需要了解Darkstar的底层并发和分布式实质,需要遵循一定编程模型,尽量利用数据服务的并发性,提升游戏的整体性能。
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