這里我把一些游戲開發方面的東西整理一下，希望能對那些想做游戲服務器開發的朋友有所幫助。
首先，要明確一點，做游戲服務器開發和做傳統的web開發有著本質的區別。游戲服務器開發，如果沒有經驗，一開始根本沒有一個明確清析的目標，不像web那樣，有些明確的MVC架構，往往就是為了盡快滿足策劃的需求，盡快的實現功能，盡快能讓游戲跑起來。但是隨著功能越來越多，在老代碼上面修改的越來越頻繁，游戲測試時暴露出來的一堆bug，更讓人覺得束手無策，這個時候我們想到了重構，想到了架構的設計。
游戲的構架設計非常重要，好的構架代碼清析，責任明確，擴展性強，易調試。這些會為我們的開發省去不少時間。那要怎么樣設計游戲的構架呢?可能每個游戲都不一樣，但是本質上還是差不多的。
對于游戲服務器的構架設計，我們首先要了解游戲的服務器構架都有什么組成的?一款游戲到上線，需要具備哪些功能?有些人可能會說，只要讓游戲跑起來，訪問服務器不出問題不就行了嗎?答案是不行的，游戲構架本身代表的是一個體系，它包括：
系統初始化
游戲邏輯
數據庫系統
緩存系統
游戲日志
游戲管理工具
公共服務組件
這一系統的東西都是不可少的，它們共同服務于游戲的整個運營過程。我們一點點來介紹各個系統的功能。
一，系統初始化
系統初始化是在沒有客戶端連接的時候，服務器啟動時所需要做的工作?；旧暇褪桥渲梦募淖x取，初始化系統參數。
但是我們必須要考慮的是：
系統初始化需要的參數配置在哪兒，是配置在本地服務器，還是配置在數據庫;
服務器啟動的時候去數據庫取;
配置的修改需不需要重啟服務器等。
二，游戲邏輯
游戲邏輯是游戲的核心功能實現，也是整個游戲的服務中心，它被開發的好壞，直接決定了游戲服務器在運行中的性能。那在游戲邏輯的開發中我們要注意些什么呢?
游戲是一種網絡交互比較強的業務，好的底層通信，可以最大化游戲的性能，增加單臺服務器處理的同時在線人數，給游戲帶來更好的體驗，至少不容易出現因為網絡層導致的數據交互卡頓的現象。在這里我推薦使用Netty，它是目前最流行的NIO框架，它的用法可以在我之前的文章中查看，這里不再多說了。
有人疑問，代碼也需要分層次?這個是當然了，不同的代碼，代表了不同的功能實現?，F在的開發語言都是面向對象的，如果我們不加思考，不加整理的把功能代碼亂堆一起，起始看起來是快速實現了功能，但是到后期，如果要修改需求，或在原來的代碼上增加新的需求，那真是被自己打敗了。所以代碼一定要分層，主要有以下幾層：
協議層，也叫前后臺交互層，它主要負責與前臺交互協議的解析和返回數據。在這一層基本上沒有什么業務邏輯實現。與前臺交互的數據都在這一層開始，也在這一層終止。比如你使用了Netty框架，那么Netty的ChannelHandlerContext即Ctx只能出現在這一層，他不能出現到游戲業務邏輯代碼的實現中，接收到客戶端的請求，在這一層把需要的參數解析出來，再把參數傳到業務邏輯方法中，業務邏輯方法處理完后，把要返回給客戶端的數據再返回到這一層，在這一層組織數據，返回給客戶端，這樣就可以把業務邏輯和網絡層分離，業務邏輯只關心業務實現，而且也方便對業務邏輯進行單元測試。
業務邏輯層，這里處理真正的游戲邏輯，該計算價格計算價格，該通關的通關，該計時的計時。該保存數據的保存數據。但是這一層不直接操作緩存或數據庫，只是處理游戲邏輯計算。因為業務邏輯層是整個游戲事件的處理核心，所以他的處理是否正確直接決定游戲的正確性。所以這一層的代碼要盡量使用面向對象的方法去實現。不要出現重復代碼或相似的功能進行復制粘貼，這樣修改起來非常不方便，可能是修改了某一處，而忘記了修改另外同樣的代碼。還要考慮每個方法都是可測試的，一個方法的行數最好不要超過一百行。另外，可以多看看設計模式的書，它可以幫助我們設計出靈活，整潔的代碼。
三，數據庫系統
數據庫是存儲數據庫的核心，但是游戲數據在存儲到數據庫的時候會經過網絡和磁盤的IO,它的訪問速度相對于內存來說是很慢的。一般來說，每次訪問數據庫都要和數據庫建立連接，訪問完成之后，為了節省數據庫的連接資源，要再把連接斷開。
這樣無形中又為服務器增加了開銷，在大量的數據訪問時，可能會更慢，而游戲又是要求低延時的，這時該怎么辦呢?我們想到了數據庫連接池，即把訪問數據庫的連接放到一個地方管理，用完我不斷開，用的時候去那拿，用完再放回去。這樣不用每次都建立新的連接了。
但是如果要我們自己去實現一套連接池管理組件的話，需要時間不說，對技術的把控也是一個考驗，還要再經過測試等等，幸好互聯網開源的今天，有一些現成的可以使用，這里推薦Mybatis，即實現了代碼與SQL的分離，又有足夠的SQL編寫的靈活性，是一個不錯的選擇。
四，緩存系統
游戲中，客戶端與服務器的交互是要求低延遲的，延遲越低，用戶體驗越好。像之前說過的一樣，低延遲就是要求服務器處理業務盡量的快，客戶端一個請求過來，要在最短的時間內響應結果，最低不得超過500ms，因為加上來回的網絡傳輸耗時，基本上就是600ms-到700ms了，再長玩家就會覺得游戲卡了。
如果直接從數據庫中取數據，處理完之后再存回數據庫的話，這個性能是跟不上的。在服務器，數據在內存中處理是最快的，所以我們要把一部分常用的數據提前加載到內存中，比如說游戲數據配置表，經常登陸的玩家數據等。這樣在處理業務時，就不用走數據庫了，直接從內存中取就可以了，速度更快。
游戲中常見的緩存有兩種：
直接把數據存儲在jvm或服務器內存中
使用第三方的緩存工具，這里推薦Redis，詳細的用法可以自己去查詢。
五，游戲日志
日志是個好東西呀，一個游戲中更不能少了日志，而且日志一定要記錄的詳細。它是玩家在整個游戲中的行為記錄，有了這個記錄，我們就可以分析玩家的行為，查找游戲的不足，在處理玩家在游戲中的問題時，日志也是一個良好的憑證和快速處理方式。
在游戲中，日志分為：
系統日志，主要記錄游戲服務器的系統情況。比如：數據庫能否正常連接，服務器是否正常啟動，數據是否正常加載;
玩家行為日志，比如玩家發送了什么請求，得到了什么物品，消費了多少貨幣等等;
統計日志，這種日志是對游戲中所有玩家某種行為的一種統計，根據這個統計來分析大部分玩家的行為，得出一些共性或不同之處，以方法運營做不同的活動吸引用戶消費。
在構架設計中，日志記錄一定要做為一種強制行為，因為不強制的話，可能由于某種原因某個功能忘記加日志了，那么當這個功能出問題了，或者運營跟我們要這個功能的一些數據庫，就傻眼了。又得加需求，改代碼了。日志一定要設計一種良好的格式，日志記錄的數據要容易讀取，分解。日志行為可以用枚舉描述，在功能最后的處理方法里面加上這個枚舉做為參數，這樣不管誰在調用這個方法時，都要去加參數描述。
俗話說，工欲善其事，必先利其器。游戲管理工具是對游戲運行中的一系列問題處理的一種工具。它不僅是給開發人員用，大多數是給運營使用。游戲上線后，我們需要針對線上的問題進行不同的處理。不可能把所有問題都讓程序員去處理吧，于是程序員們想到了一個辦法，給你們做一個工具，你們愛誰處理誰處理去吧。
六， 游戲管理工具
游戲管理工具是一個不斷增漲的系統，因為它很多時候是伴隨著游戲中遇到的問題而實現的。
但是根據經驗，有一些功能是必須有的，比如：
服務器管理，主要負責服務器的開啟，關閉，服務器配置信息，玩家信息查詢;
玩家管理，比如踢人，封號;
統計查詢，玩家行為日志查詢，統計查詢，次留率查詢，郵件服務，修改玩家數據等。
根據游戲的不同要求，凡是可以能過工具實現的，都做到游戲管理工具里面。它是針對所有服務器的管理。
一個好的，全的游戲管理工具，可以提高游戲運營中遇到問題處理的效率，為玩家提供更好的服務。
七，公共組件
公共組件是為游戲運行中提供公共的服務。例如：
充值服務器，我們沒必須一個服用一個充值，而且你也不能對外提供多個充值服務器地址，和第三方公司對接，他們絕對不干，這是要瘋呀;
還有運營搞活動時的禮包碼;
還有注冊用戶的管理，玩家一個注冊賬號可以進不同的區等。
這些都是針對所有區服提供的服務，所以要單獨做，與游戲邏輯分開，這樣方便管理，部署和負載均衡。
還有SDK的登陸驗證，現在手游比較多，與渠道對接里要進行驗證，這往往是很多http請求，速度慢，所以這個也要拿出來單獨做，不要在游戲邏輯中去驗證，因為網絡IO的訪問時間是不可控制的，http是阻塞的請求。
所以，綜上來看，一個游戲服務器起碼有幾個大的功能模塊組成：
游戲邏輯工程;
日志處理工程;
充值工程;
游戲管理工具工程;
用戶登陸工程;
公共活動工程等。
根據游戲的不同需要，可能還有其它的。所在構架的設計中，一定要考慮到系統的分布式部署，盡量把公共的功能拆出來做，這樣可以增強系統的可擴展性。
服務器端開發的一些建議
本文作為游戲服務器端開發的基本大綱，是游戲實踐開發中的總結。
第一部分 —— 專業基礎，用于指導招聘和實習考核;
第二部分 —— 游戲入門，講述游戲服務器端開發的基本要點;
第三部分 —— 服務端架構，介紹架構設計中的一些基本原則。
希望能幫到大家!
一、專業基礎
1.1網絡
1.1.1理解TCP/IP協議
網絡傳輸模型
滑動窗口技術
建立連接的三次握手與斷開連接的四次握手
連接建立與斷開過程中的各種狀態
TCP/IP協議的傳輸效率
思考：
請解釋DOS攻擊與DRDOS攻擊的基本原理
一個100Byte數據包，精簡到50Byte, 其傳輸效率提高了50%
TIMEWAIT狀態怎么解釋?
1.1.2掌握常用的網絡通信模型
Select
Epoll，邊緣觸發與平臺出發點區別與應用
Select與Epoll的區別及應用
1.2存儲
計算機系統存儲體系
程序運行時的內存結構
計算機文件系統，頁表結構
內存池與對象池的實現原理，應用場景與區別
關系數據庫MySQL的使用
共享內存
1.3程序
對C/C++語言有較深的理解
深刻理解接口，封裝與多態，并且有實踐經驗
深刻理解常用的數據結構：數組，鏈表，二叉樹，哈希表
熟悉常用的算法及相關復雜度：冒泡排序，快速排序
二、游戲開發入門
2.1防御式編程
不要相信客戶端數據，一定要檢驗。作為服務器端你無法確定你的客戶端是誰，你也不能假定它是善意的，請做好自我保護。(這是判斷一個服務器端程序員是否入門的基本標準)
務必對于函數的傳人參數和返回值進行合法性判斷，內部子系統，功能模塊之間不要太過信任，要求低耦合，高內聚。
插件式的模塊設計，模塊功能的健壯性應該是內建的，盡量減少模塊間耦合。
2.2設計模式
道法自然。不要迷信，迷戀設計模式，更不要生搬硬套
簡化，簡化，再簡化，用最簡單的辦法解決問題
借大寶一句話：設計本天成，妙手偶得之
2.3網絡模型
自造輪子: Select, Epoll， Epoll一定比Select高效嗎?
開源框架: Libevent, libev, ACE。
2.4數據持久化
自定義文件存儲，如《夢幻西游》
關系數據庫: MySQL
NO-SQL數據庫: MongoDB
選擇存儲系統要考慮到因素：穩定性，性能，可擴展性
2.5內存管理
使用內存池和對象池，禁止運行期間動態分配內存
對于輸入輸出的指針參數，嚴格檢查，寧濫勿缺
寫內存保護，使用帶內存保護的函數(strncpy, memcpy, snprintf, vsnprintf等)
嚴防數組下標越界
防止讀內存溢出，確保字符串以'\0'結束
2.6日志系統
簡單高效，大量日志操作不應該影響程序性能
穩定，做到服務器崩潰是日志不丟失
完備，玩家關鍵操作一定要記日志，理想的情況是通過日志能重建任何時刻的玩家數據
開關，開發日志的要加級別開關控制
2.7通信協議
采用PDL(Protocol Design Language)， 如Protobuf，可以同時生成前后端代碼，減少前后端協議聯調成本， 擴展性好
JSON，文本協議，簡單，自解釋，無聯調成本，擴展性好，也很方便進行包過濾以及寫日志
自定義二進制協議，精簡，有高效的傳輸性能，完全可控，幾乎無擴展性
2.8全局唯一Key(GUID)
為合服做準備
方便追蹤道具，裝備流向
每個角色，裝備，道具都應對應有全局唯一Key
2.9多線程與同步
消息隊列進行同步化處理
2.10狀態機
強化角色的狀態
前置狀態的檢查校驗
2.11數據包操作
合并, 同一幀內的數據包進行合并，減少IO操作次數
單副本, 用一個包盡量只保存一份，減少內存復制次數
AOI同步中減少中間過程無用數據包
2.12狀態監控
隨時監控服務器內部狀態
內存池，對象池使用情況
幀處理時間
網絡IO
包處理性能
各種業務邏輯的處理次數
2.13包頻率控制
基于每個玩家每條協議的包頻率控制，癱瘓變速齒輪
2.14開關控制
每個模塊都有開關，可以緊急關閉任何出問題的功能模塊
2.15反外掛反作弊
包頻率控制可以消滅變速齒輪
包id自增校驗，可以消滅WPE
包校驗碼可以消滅或者攔截篡改的包
圖形識別碼，可以踢掉99%非人的操作
魔高一尺，道高一丈
2.16熱更新
核心配置邏輯的熱更新，如防沉迷系統，包頻率控制，開關控制等
代碼基本熱更新，如Erlang，Lua等
2.17防刷
關鍵系統資源(如元寶，精力值，道具，裝備等)的產出記日志
資源的產出和消耗盡量依賴兩個或以上的獨立條件的檢測
嚴格檢查各項操作的前置條件
校驗參數合法性
2.18防崩潰
系統底層與具體業務邏輯無關，可以用大量的機器人壓力測試暴露各種bug，確保穩定
業務邏輯建議使用腳本
系統性的保證游戲不會崩潰
2.19性能優化
IO操作異步化
IO操作合并緩寫 (事務性的提交db操作，包合并，文件日志緩寫)
Cache機制
減少競態條件 (避免頻繁進出切換，盡量減少鎖定使用，多線程不一定由于單線程) 多線程不一定比單線程快
減少內存復制
自己測試，用數據說話，別猜
2.20運營支持
接口支持：實時查詢，控制指令，數據監控，客服處理等
實現考慮提供http接口
2.21容災與故障預案
略
三、服務器端架構
3.1什么是好的架構?
滿足業務要求
能迅速的實現策劃需求，響應需求變更
系統級的穩定性保障
簡化開發。將復雜性控制在架構底層，降低對開發人員的技術要求，邏輯開發不依賴于開發人員本身強大的技術實力，提高開發效率
完善的運營支撐體系
3.2架構實踐的思考
簡單，滿足需求的架構就是好架構
設計性能，抓住重要的20%， 沒必要從程序代碼里面去摳性能
熱更新是必須的
人難免會犯錯，盡可能的用一套機制去保障邏輯的健壯性
游戲服務器的設計是一項頗有挑戰性的工作，游戲服務器的發展也由以前的單服結構轉變為多服機構，甚至出現了bigworld引擎的分布式解決方案，最近了解到Unreal的服務器解決方案atlas也是基于集群的方式。
負載均衡是一個很復雜的課題，這里暫不談bigworld和atlas的這類服務器的設計，更多的是基于功能和場景劃分服務器結構。
首先說一下思路，服務器劃分基于以下原則：
分離游戲中占用系統資源(cpu，內存，IO等)較多的功能，獨立成服務器。
在同一服務器架構下的不同游戲，應盡可能的復用某些服務器(進程級別的復用)。
以多線程并發的編程方式適應多核處理器。
寧可在服務器之間多復制數據，也要保持清晰的數據流向。
主要按照場景劃分進程，若需按功能劃分，必須保持整個邏輯足夠的簡單，并滿足以上1，2點。
服務器結構圖：
各個服務器的簡要說明：
Gateway 是應用網關，主要用于保持和client的連接，該服務器需要2種IO：
對client采用高并發連接，低吞吐量的網絡模型，如IOCP等
對服務器采用高吞吐量連接，如阻塞或異步IO。
網關主要有以下用途：
分擔了網絡IO資源，同時，也分擔了網絡消息包的加解密，壓縮解壓等cpu密集的操作。
隔離了client和內部服務器組，對client來說，它只需要知道網關的相關信息即可(ip和port)。client由于一直和網關保持常連接，所以切換場景服務器等操作對client來說是透明的。
維護玩家登錄狀態。
World Server 是一個控制中心，它負責把各種計算資源分布到各個服務器，它具有以下職責：
管理和維護多個Scene Server。
管理和維護多個功能服務器，主要是同步數據到功能服務器。
復雜轉發其他服務器和Gateway之間的數據。
實現其他需要跨場景的功能，如組隊，聊天，幫派等。
Phys Server 主要用于玩家移動，碰撞等檢測。
所有玩家的移動類操作都在該服務器上做檢查，所以該服務器本身具備所有地圖的地形等相關信息。具體檢查過程是這樣的：首先，Worldserver收到一個移動信息，WorldServer收到后向Phys Server請求檢查，Phys Server檢查成功后再返回給world Server，然后world server傳遞給相應的Scene Server。
Scene Server場景服務器，按場景劃分，每個服務器負責的場景應該是可以配置的。理想情況下是可以動態調節的。
ItemMgr Server 物品管理服務器，負責所有物品的生產過程。在該服務器上存儲一個物品掉落數據庫，服務器初始化的時候載入到內存。任何需要產生物品的服務器均與該服務器直接通信。
AIServer 又一個功能服務器，負責管理所有NPC的AI。AI服務器通常有2個輸入：
一個是Scene Server發送過來的玩家相關操作信息
另一個時鐘Timer驅動
在這個設計中，對其他服務器來說，AIServer就是一個擁有很多個NPC的客戶端。AIserver需要同步所有與AI相關的數據，包括很多玩家數據。由于AIServer的Timer驅動特性，可在很大程度上使用TBB程序庫來發揮多核的性能。
把網絡游戲服務器分拆成多個進程，分開部署。
這種設計的好處是模塊自然分離，可以單獨設計。分擔負荷，可以提高整個系統的承載能力。
缺點在于，網絡環境并不那么可靠?？邕M程通訊有一定的不可預知性。服務器間通訊往往難以架設調試環境，并很容易把事情攪成一團糨糊。而且正確高效的管理多連接，對程序員來說也是一項挑戰。
前些年，我也曾寫過好幾篇與之相關的設計。這幾天在思考一個問題：如果我們要做一個底層通用模塊，讓后續開發更為方便。到底要解決怎樣的需求?這個需求應該是單一且基礎的，每個應用都需要的。
正如 TCP 協議解決了互聯網上穩定可靠的點對點數據流通訊一樣。游戲世界實際需要的是一個穩定可靠的在游戲系統內的點對點通訊需要。
我們可以在一條 TCP 連接之上做到這一點。一旦實現，可以給游戲服務的開發帶來極大的方便。
可以把游戲系統內的各項服務，包括并不限于登陸，拍賣，戰斗場景，數據服務，等等獨立服務看成網絡上的若干終端。每個玩家也可以是一個獨立終端。它們一起構成一個網絡。在這個網絡之上，終端之間可以進行可靠的連接和通訊。
實現可以是這樣的：
每個虛擬終端都在游戲虛擬網絡(Game Network)上有一個唯一地址 (Game Network Address , GNA) 。這個地址可以預先設定，也可以動態分配。每個終端都可以通過游戲網絡的若干接入點 ( GNAP ) 通過唯一一條 TCP 連接接入網絡。
接入過程需要通過鑒權。
鑒權過程依賴內部的安全機制，可以包括密碼證書，或是特別的接入點區分。(例如，玩家接入網絡就需要特定的接入點，這個接入點接入的終端都一定是玩家)
鑒權通過后，網絡為終端分配一個固定的游戲域名。例如，玩家進入會分配到 player.12345 這樣的域名，數據庫接入可能分配到 database 。
游戲網絡默認提供一個域名查詢服務(這個服務可以通過鑒權的過程注冊到網絡中)，讓每個終端都能通過域名查詢到對應的地址。
然后，游戲網絡里所有合法接入的終端都可以通過其地址相互發起連接并通訊了。
整個協議建立在 TCP 協議之上，工作于唯一的這個 TCP 連接上。和直接使用 TCP 連接不同。游戲網絡中每個終端之間相互發起連接都是可靠的。不僅玩家可以向某個服務發起連接，反過來也是可以的。玩家之間的直接連接也是可行的(是否允許這樣，取決于具體設計)。
由于每個虛擬連接都是建立在單一的 TCP 連接之上。所以減少了互連網上發起 TCP 連接的各種不可靠性。鑒權過程也是一次性唯一的。
并且我們提供域名反查服務，我們的游戲服務可以清楚且安全的知道連接過來的是誰。
系統可以設計為，游戲網絡上每個終端離網，域名服務將廣播這條消息，通知所有人。這種廣播服務在互聯網上難以做到，但無論是廣播還是組播，在這個虛擬游戲網絡中都是可行的。
在這種設計上。在邏輯層面，我們可以讓玩家直接把聊天信息從玩家客互端發送到聊天服務器，而不需要建立多余的 TCP 連接，也不需要對轉發處理聊天消息做多余的處理。聊天服務器可以獨立的存在于游戲網絡。也可以讓廣播服務主動向玩家推送消息，由服務器向玩家發起連接，而不是所有連接請求都是由玩家客互端發起。
虛擬游戲網絡的構成是一個獨立的層次，完全可以撇開具體游戲邏輯來實現，并能夠單獨去按承載量考慮具體設計方案。非常利于剝離出具體游戲項目來開發并優化。
最終，我們或許需要的一套 C 庫，用于游戲網絡內的通訊。api 可以和 socket api 類似。額外多兩條接入與離開游戲網絡即可。
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