一個大型的網落遊戲伺服器應該包含幾個模組：網路通訊，業務邏輯，資料儲存，守護監控（不是必須），其中業務邏輯可能根據具體需要，又劃分為好幾個子模組。

這裡說的模組可以指一個程序，或者一個執行緒方式存在，本質上就是一些類的封裝。

對於伺服器的併發性，要麼採用單程序多執行緒，要麼採用多程序單執行緒的方式，說說兩種方式的優缺點：

一、單程序多執行緒的伺服器設計模式

只有一個程序，但一個程序包好多個執行緒：

網路通訊層，業務邏輯，資料儲存，分別在獨立的執行緒中，無守護程序。

優點：

1.資料共享和交換方便，使用全域性變數或者單例就可以，資料儲存方便。

2.單程序，伺服器框架結構相對簡單，編碼容易。

缺點：

1.所有功能只能在單個物理伺服器上，不能做成分散式。

2.不方便監控各個執行緒狀態，容易死鎖

3.一個執行緒出錯，例如記憶體非法訪問，棧空間被破壞，那麼伺服器程序就退出，所有玩家掉線，影響大。

二、多程序單執行緒的伺服器設計模式

多個程序，每個程序只有一個執行緒：

網路通訊，業務邏輯，資料儲存，守護程序，分別在不同的程序。

優點：

1.各個程序可以分佈在不同的物理伺服器上，可以做成分散式的伺服器框架，例如可以將資料儲存單獨放到一個物理伺服器上，供幾個區的伺服器使用。將網路通訊程序獨立出來，甚至可以做成導向伺服器，實現跨服戰。

2.可以通過守護程序監控其它程序狀態，例如有程序死掉，馬上重啟該程序，或者某個程序cpu使用率接近100%（基本可以判斷是某個邏輯死迴圈了）, 強制kill掉該程序，然後重啟。

3.單個伺服器程序異常退出，只要不是網路通訊程序（一般這個都會比較穩定，沒什麼邏輯），那麼就可以及時被守護程序重啟，不會造成玩家掉線，只會造成在1-2秒內，某個邏輯功能無法使用，甚至玩家都感覺不到。

4.伺服器通過共享記憶體進行資料交換，那麼如果其中一個伺服器死掉，資料還在，可以保護使用者資料（當然多執行緒也可以使用共享記憶體）。

5.併發性相對多執行緒要高點。

缺點：

1.不方便使用互斥鎖，因為程序切換的時間片遠遠於執行緒切換，對於一個高併發伺服器是無法允許這麼高時間片的切換代價的。因此必須設計好伺服器的框架，儘量避開使用鎖機制，但要保證資料不出錯。

2.多程序程式設計，在各個程序間會有很多通訊，跨伺服器程序的非同步訊息較多，會讓伺服器的編碼難度加大。

三、遊戲框架

下面先按照一個遊戲的功能，將伺服器的功能分塊框架畫出來:

以上是一個遊戲伺服器最基礎的功能框架圖，接下來要做的就是設計伺服器的框架了

1. 早期的MMORPG伺服器結構

Client<->GameServer<->DB 所有業務,資料集中處理

優點:簡單,快速開發
缺點:
1.所有業務放在一起,系統負擔大大增加.一個bug可能導致整個伺服器崩潰,造成所有玩家掉線甚至丟失等嚴重後果。
2.開服一剎那,所有玩家全部堆積在同一個新手村.->>>>卡，客戶端卡（同屏人數過多渲染/廣播風暴） 伺服器卡(處理大量同場景訊息/廣播風暴)
2. 中期-使用者分離叢集式

            GameServe1

Client | DB
GameServer2

玩家不斷增多->分線->程式自動或玩家手動選擇進入
缺點:運營到後期,隨著每條線玩家的減少, 互動大大減少。
3. 中後期 資料分離叢集式

按地圖劃分伺服器,當前主流
新手村問題：《天龍八部》提出了較好的解決方案，建立多個平行的新手村地圖，一主多副，開服時儘可能多的同時容納新使用者的湧入，高等級玩家從其它地圖回新手村只能到達主新手村。
4. 當前主流的網路遊戲架構

注：在GateServer和CenterServer之間是有一條TCP連線的。而GameServer和LogServer之間的連線可以是UDP連線。這是有一個大概的圖，很多地方需要細化。
GateServer:閘道器伺服器,AgentServer、ProxyServer

優點:
(1)作為網路通訊的中轉站，負責維護將內網和外網隔離開，使外部無法直接訪問內部伺服器，保障內網伺服器的安全，一定程度上較少外掛的攻擊。
(2)閘道器伺服器負責解析資料包、加解密、超時處理和一定邏輯處理，這樣可以提前過濾掉錯誤包和非法資料包。
(3)客戶端程式只需建立與閘道器伺服器的連線即可進入遊戲，無需與其它遊戲伺服器同時建立多條連線，節省了客戶端和伺服器程式的網路資源開銷。
(4)在玩家跳伺服器時，不需要斷開與閘道器伺服器的連線，玩家資料在不同遊戲伺服器間的切換是內網切換，切換工作瞬問完成，玩家幾乎察覺不到，這保證了遊戲的流暢性和良好的使用者體驗。

缺點:
1.閘道器伺服器成為高負載情況下的通訊瓶頸問題
2由於閘道器的單節點故障導致整組伺服器無法對外提供服務的問題

解決：多閘道器技術。顧名思義，“多閘道器” 就是同時存在多個閘道器伺服器，比如一組伺服器可以配置三臺GameGme。當負載較大時，可以通過增加閘道器伺服器來增加閘道器的總體通訊流量，當一臺閘道器伺服器宕機時，它只會影響連線到本伺服器的客戶端，其它客戶端不會受到任何影響。

DCServer:資料中心伺服器。主要的功能是快取玩家角色資料，保證角色資料能快速的讀取和儲存
CenterServer:全域性伺服器/中心伺服器,也叫WorldServer. 主要負責維持GameServer之間資料的轉發和資料廣播。另外一些遊戲系統也可能會放到Center上處理，比如好友系統,公會系統。

改進:將閘道器伺服器細化為LogingateServer和多個GameGateServer.

5. 按業務分離式叢集
由於網路遊戲存在很多的業務，如聊天，戰鬥，行走，NPC等，可以將某些業務分到單獨的伺服器上。這樣每個伺服器的程式則會精簡很多。而且一些大流量業務的分離,可以有效的提高遊戲伺服器人數上限。

優點：
1.業務的分離使得每種伺服器的程式變的簡單，這樣可以降低出錯的機率。即使出錯，也不至於影響到每一個整個遊戲的進行,而且通過快速啟動另一臺備用伺服器替換出錯的伺服器。
2.業務的分離使得流量得到了分散，進而相應速度回得到提升 。
3.大部分業務都分離了成了單獨的伺服器,所以可以動態的新增，從而提高人數上限。

改進：甚至可以將登陸伺服器細化拆分建角色,選擇角色伺服器
6. 一種簡單實用的網路遊戲伺服器架構

下圖中每個方框表示一個獨立的程序APP元件，每個服務程序如果發生宕機會影響部分使用者，整體服務但不會全部中斷。在宕機程序重啟後，又可以併入整體，全部服務得以繼續。

gls：game login server，遊戲登入伺服器，某種程式上，其不是核心元件，gls呼叫外部的介面，進行基本的使用者名稱密碼認證。此外需要實現很多附屬的功能：登入排隊 （對開服非常有幫助），GM超級登入通道（GM可以不排隊進入遊戲），封測期間啟用使用者控制，限制使用者登入，控制客戶端版本等。
db：實質上是後臺sql的大記憶體緩衝，隔離了資料庫操作，比較記憶體中的資料，只把改變的資料定時批量寫入sql。系統的演算法，開發穩定性都要求非常高。
center：所有元件都要在這裡註冊，線上玩家的session狀態都在這裡集中存放，和各元件有心跳連線。所有對外的介面也全部通過這裡。
角色入口：玩家登入遊戲後的選擇角色
gs：game server，最核心元件，同一地圖，所有遊戲邏輯相關的功能，都在這裡完成。
gate：建立和使用者的常連結，主要作sockt轉發，遮蔽惡意包，對gs進行保護。協議加密解密功能，一個gate共享多個gs，降低跳轉地圖連線不上的風險。
IM，關係，寄售：表示其它元件，負責對應的跨地圖發生全域性的遊戲邏輯。

7.另一個架構圖

1- 這是一條WebService的管道，在使用者啟用該區帳號，或者修改帳號密碼的時候，通過這條通道來插入和更新使用者的帳號資訊。
2- 這也是一條WebService管道，用來獲取和控制使用者該該組內的角色資訊，以及進行付費商城代幣之類的更新操作。
3- 這是一條本地的TCP/IP連線，這條連線主要用來進行伺服器組在登陸伺服器的註冊，以及登陸伺服器驗證帳戶後，向用戶伺服器註冊帳戶登陸資訊，以及進行對已經登陸的帳戶角色資訊進行操作（比如踢掉當前登陸的角色），還有伺服器組的資訊更新（當前線上玩家數量等）。
4- 這也是一條本地TCP/IP連線，這條連線用來對連線到GameServer的客戶端進行驗證，以及獲取角色資料資訊，還有傳回GameServer上角色的資料資訊改變。
5- 這條連線也是一條本地的TCP/IP連線，它用來進行公共資訊伺服器和數個遊戲伺服器間的互動，用來交換一些遊戲世界級的資訊（比如公會資訊，跨服組隊資訊，跨服聊天頻道等）。
6- 這裡的兩條連線，想表達的意思是，UserServer和GameServer的Agent是可以互換使用的，也就是玩家進入組內之後，就不需要再切換 Agent。如果不怕亂套，也可以把登陸伺服器的Agent也算上，這樣使用者整個過程裡就不需要再更換Agent，減少重複連線的次數，也提高了穩定性。 （畢竟連線次數少了，也降低了連不上伺服器的出現機率）
在這個架構裡面，GameServer實際上是一個遊戲邏輯的綜合體，裡面可以再去擴充套件成幾個不同的邏輯伺服器，通過PublicServer進行公共資料交換。
UserServer實 際上扮演了一個ServerGroup的領頭羊的角色，它負責向LoginServer註冊和更新伺服器組的資訊（名字，當前人數），並且對Agent進 行排程，對選擇了該組的玩家提供一個使用者量最少的Agent。同時，它也兼了一個角色管理伺服器的功能，傳送給客戶端當前的角色列表，角色的建立，刪除， 選擇等管理操作，都是在這裡進行的。而且，它還是一個使用者資訊的驗證伺服器，GameServer需要通過它來進行客戶端的合法性驗證，以及獲取玩家選擇 的角色資料資訊。
採用這種架構的遊戲，通常有以下表現。
1- 使用者必須啟用一個大區，才能在大區內登陸自己的帳號。
2- 使用者啟動客戶端的時候，彈出一個登陸器，選擇大區。
3- 使用者啟動真正的客戶端的時候，一開始就是輸入帳號密碼。
4- 帳號驗證完成之後，進行區內的伺服器選擇。
5- 伺服器選擇完成之後，進入角色管理。同時，角色在不同的伺服器裡不能共享。

四.正文網路通訊

1.網路協議

根據遊戲型別 實時性要求/是否允許丟包 來決定 TCP/UDP協議

a.TCP:面向連線,可靠,保證順序,慢,有延遲
TCP每次傳送一個數據包後都要等待接收方傳送一個應答資訊，這樣TCP才可以確認資料包通過因特網完整地送到了接收方。如果在一段時間內TCP沒有收到 接收方的應答，他就會停止傳送新的資料包，轉而去重新發送沒有收到應答2的資料包，並且持續這種傳送狀態知道收到接收方的應答。所以這會造成網路資料傳輸 的延遲，若網路情況不好，傳送方會等待相當長一段時間
UDP:無連線,不可靠,不保證順序,快

b.長連線/短連線
長連線，指在一個TCP連線上可以連續傳送多個數據包，在TCP連線保持期間，如果沒有資料包傳送，需要雙方發檢測包以維持此連線，一般需要自己做線上維
連線→資料傳輸→保持連線(心跳)→資料傳輸→保持連線(心跳)→……→關閉連線
短連線是指通訊雙方有資料互動時，就建立一個TCP連線，資料傳送完成後，則斷開此TCP連線,如Http
連線→資料傳輸→關閉連線

2.IO模型

Unix5中io模型
1. 阻塞IO (Blocking I/O Model)
2. 非阻塞IO (Nonblocking I/O Model)
3. IO複用 (I/O Multiplexing Model)
4. 訊號驅動IO (Signal-Driven I/O Model)
5. 非同步IO (Asynchronous I/O Model)

IO分兩個階段：
1.通知核心準備資料。2.資料從核心緩衝區拷貝到應用緩衝區

根據這2點IO型別可以分成：
1.阻塞IO，在兩個階段上面都是阻塞的。
2.非阻塞IO，在第1階段，程式不斷的輪詢直到資料準備好，第2階段還是阻塞的
3.IO複用，在第1階段，當一個或者多個IO準備就緒時，通知程式，第2階段還是阻塞的，在第1階段還是輪詢實現的，只是所有的IO都集中在一個地方，這個地方進行輪詢
4.訊號IO，當資料準備完畢的時候，訊號通知程式資料準備完畢，第2階段阻塞
5.非同步IO，1，2都不阻塞



同時阻塞多個I/O操作。而且可以同時對多個讀操作，多個寫操作的I/O函式進行檢測，直到有資料可讀或可寫時，才真正呼叫I/O操作函式；

允許套介面進行訊號驅動I/O,並安裝一個訊號處理函式，程序繼續執行並不阻塞。當資料準備好時，程序會收到一個SIGIO訊號，可以在訊號處理函式中呼叫I/O操作函式處理資料.

發出系統呼叫後,直接返回。通知IO操作完成。
前四種同步IO，最後一種非同步IO.二者區別:第二個階段必須要求程序主動呼叫recvfrom.而非同步io則將io操作全部交給核心完成,完成後發訊號通知。此期間,使用者不需要去檢查IO操作的狀態，也不需要主動的去拷貝資料。

3.執行緒阻塞的原因:

1.Thread.sleep(),執行緒放棄CPU，睡眠N秒,然後恢復執行
2.執行緒要執行一段同步程式碼,由於無法獲得相關的鎖,阻塞。獲得同步鎖後，才可以恢復執行。
3.執行緒執行了一個物件的wait方法，進入阻塞狀態,只有等到其他執行緒執行了該物件的notify、nnotifyAll，才能將其喚醒。
4.IO操作,等待相關資源
阻塞執行緒的共同特點是：放棄CPU,停止執行，只有等到導致阻塞的原因消除，才能恢復執行 。或者被其他執行緒中斷，該執行緒會退出阻塞狀態，並丟擲InterruptedException.

4.阻塞/非阻塞/同步/非同步

同步/非同步關注的是訊息如何通知的機制。而阻塞和非阻塞關注的是處理訊息。是兩組完全不同的概念。

5.幾個常用概念

Select Poll
Epoll(Linux) Kqueue(FreeBSD)
IOCP windows

Reactor
Dispatcher（分 發器），Notifer（通知器）, 事件到來時，使用Dispatcher（分發器）對Handler進行分派，這個Dispatcher要對所有註冊的Handler進行維護。同時，有一 個Demultiplexer（分揀器）對多路的同步事件進行分揀。

Proactor
Proactor和Reactor都是併發程式設計中的設計模式.用於派發/分離IO操作事件的。這裡所謂的IO事件也就是諸如read/write的IO操作。”派發/分離”就是將單獨的IO事件通知到上層模組。兩個模式不同的地方在於，Proactor用於非同步IO，而Reactor用於同步IO。

兩個模式的相同點，都是對某個IO事件的事件通知(即告訴某個模組，這個IO操作可以進行或已經完成)。在結構上，兩者也有相同點：demultiplexor負責提交IO操作(非同步)、查詢裝置是否可操作(同步)，然後當條件滿足時，就回調handler。
不同點在於，非同步情況下(Proactor)，當回撥handler時，表示IO操作已經完成；同步情況下(Reactor)，回撥handler時，表示IO裝置可以進行某個操作(can read or can write)，handler這個時候開始提交操作。

6.網路通訊框架

TCP Server框架:
Apache MINA(Multipurpose Infrastructure for Network Applications)2.0.4
Netty 3.5.0Final
Grizzly 2.2
Quickserver是一個免費的開源Java庫，用於快速建立健壯的多執行緒、多客戶端TCP伺服器應用程式。使用QuickServer，使用者可以只集中處理應用程式的邏輯/協議
Cindy 強壯，可擴充套件，高效的非同步I/O框架
xSocket一個輕量級的基於nio的伺服器框架用於開發高效能、可擴充套件、多執行緒的伺服器。該框架封裝了執行緒處理、非同步讀/寫等方面
ACE 6.1.0 C++ADAPTIVE CommunicationEnvironment,
SmaxFoxServer 2.X 專門為Adobe Flash設計的跨平臺socket伺服器

7.訊息編碼協議

AMF/JSON/XML/自定義/ProtocolBuffer

無論是做何種網路應用，必須要解決的問題之一就是應用層從位元組流中拆分出訊息的問題，也就是對於 TCP 這種位元組流協議，接收方應用層能夠從位元組流中識別傳送方傳輸的訊息.
1.使用特殊字元或者字串作為訊息的邊界，應用層解析收到的位元組流時，遇見此字元或者字串則認為收到一個完整的訊息
2.為每個訊息定義一個長度，應用層收到指定長度的位元組流則認為收到了一個完整的訊息
訊息分隔標識（separator）、訊息頭（header）、訊息體（body）
len | message_id | data

|separator | header | body |
| len | message_id | data

8. 粘包:

TCP粘包是指傳送方傳送的若干包資料到接收方接收時粘成一包，從接收緩衝區看，後一包資料的頭緊接著前一包資料的尾。
1.傳送方引起的粘包是由TCP協議本身造成的，TCP為提高傳輸效率，傳送方往往要收集到足夠多的資料後才傳送一包資料。若連續傳送幾次的資料都很少，通常TCP會根據優化演算法把這些資料合成一包後一次傳送出去，這樣接收方就收到了粘包資料。
2. 接收方引起的粘包是由於接收方使用者程序不及時接收資料，從而導致粘包現象。這是因為接收方先把收到的資料放在系統接收緩衝區，使用者程序從該緩衝區取資料， 若下一包資料到達時前一包資料尚未被使用者程序取走，則下一包資料放到系統接收緩衝區時就接到前一包資料之後，而使用者程序根據預先設定的緩衝區大小從系統接 收緩衝區取資料，這樣就一次取到了多包資料

解決措施:
1.對於傳送方引起的粘包現象，使用者可通過程式設計設定來避免，TCP提供了強制資料立即傳送的操作指令push，TCP軟體接收到該操作指令後，就立即將本段資料傳送出去，而不必等待發送緩衝區滿；
TCP-NO-DELAY-關閉了優化演算法,不推薦
2.對於接收方引起的粘包，則可通過優化程式設計、精簡接收程序工作量、提高接收程序優先順序等措施，使其及時接收資料，從而儘量避免出現粘包現象-當傳送頻率高時依然可能出現粘包
3.接收方控制，將一包資料按結構欄位，人為控制分多次接收，然後合併，通過這種手段來避免粘包。-效率低
4.接收方建立一預處理執行緒，對接收到的資料包進行預處理，將粘連的包分開

分包演算法思路:
基本思路是首先將待處理的接收資料（長度設為m）強行轉換成預定的結構資料形式，並從中取出資料結構長度欄位，即n，而後根據n計算得到第一包資料長度
1) 若n < m，則表明資料流包含多包資料，從其頭部擷取n個位元組存入臨時緩衝區，剩餘部分資料一次繼續迴圈處理，直至結束。
2) 若n = m，則表明資料流內容恰好是一完整結構資料，直接將其存入臨時緩衝區即可。
3) 若n > m，則表明資料流內容尚不夠構成一個完整結構資料，需留待與下一包資料合併後再行處理。

在單位設計上必須衝頭到尾貫徹面向物件的“繼承”觀念
先設計基礎單位A ，再在之上擴充套件到所有的單位，
也就是說，所有的普通單位都可以追溯到一個起源的物件，
否則程式碼量會讓你想死，
然後就能獲得所有的單位和建築物了；

地圖尋路

尋路的問題在於自然的移動，追著一個單位打，或者進入射程中停下來，比起如何自然的經過一個單位打，成為了一個，為什麼你要在A站或者B站坐公交的問題，Why，如何才能符合邏輯的設計—敵人進攻的單位，這個AI，不但是策略的問題，還是行為的問題，所以，將敵人的最終目標確定在哪裡呢？

回答：AI 和 行為控制模組要分成兩個模組來做

行為控制模組複製地圖上所有單位的移動、攻擊等動作，目標、目的的指示；
這必須是一個獨立的模組，可以避免為每個單位都寫邏輯的同時，讓大部分單位戰鬥起來有個統一的目的；這麼做的好處是，大部分的CPU時間都在一段高效率的程式碼上，由這個模組負責按照順序給每個單位下達動作指令

如果有必要 還需要一個監控模組，監控單位的狀態改變

AI ，就是上面寫過的 Why ， 我要在A站乘車 還是B站乘車的邏輯，我是優先攻擊單位，還是優先攻擊建築物的邏輯。。。本虎還沒想明白，這是一個邏輯怪圈。。。。