前言
前段时间由于公司的一款弱联网游戏急着上线,没能及时分享,现在基本做的差不多,剩下的就是测试阶段了(本来说元旦来分享一下服务器技术的)。公司的这款游戏已经上线一年多了,在我来之前一直都是单机版本,由于人民群众的力量太强大,各种内购破解,刷体力,刷金币,刷钻石版本的出现,公司才决定将这款游戏转型为弱联网游戏,压制百分之八十的破解用户(毕竟原则上还是属于单机游戏,不可能做到百分之百的防破解),招了我这一个服务器来进行后台的开发。什么是弱联网游戏?在这之前我也没有做过弱联网游戏的服务器,但是按照我对策划对我提出的需求的理解,就是游戏的大部分逻辑运算都是在移动端本地完成,而服务器要做的就是登录、支付验证、游戏存档读档的工作,这相对于我在上家公司做的ARPG那种强联网游戏要简单多了,那款ARPG就是所有游戏产出,逻辑运算都是在服务器端完成,服务器要完成大部分的游戏运算,而我做的这款弱联网游戏,只需要简简单单的登录、验证、读取和存储。这一类的游戏,做的最火的,就是腾讯早期手游中的《全民消消乐》《节奏大师》《天天飞车》(天天飞车后来加的实时竞赛应该还是强联网的实时数据)等,这类游戏中,服务器就只需要负责游戏数据存储和一些简单的社交功能,例如qq好友送红心送体力的等。
概括
公司招聘我进来做服务器开发其实是为了两个项目,一个是这款单机转弱联网的游戏,另一款是公司准备拿来发家致富的SLG——战争策略游戏。从入职到现在,我一直是在支持弱联网游戏的开发,到现在,基本上这款游戏也算是差不多了,这款游戏的目前版本仍然基本属于单机,到年后会加上竞技场功能,到时候可能就会需要实时的数据交互了,现在就先来分享一下目前这个版本开发的过程。
要开发一个后台系统,首先要考虑的就是架构了,系统的高效稳定性,可扩展性。在游戏开发中,我认为后台服务器无非负责几个大得模块:
- 网络通信
- 逻辑处理
- 数据存储
- 游戏安全
首先从需求分析入手,我在这款弱联网游戏中,后端需要做的事情就是,登录,支付验证,数据存储,数据读取,再加上一些简单的逻辑判断,第一眼看去,并没有任何难点,我就分别从以上几点一一介绍
###网络通信
弱联网游戏,基本上来说,最简单直接的,就是使用http短连接来进行网络层的通信,那么我又用什么来做http服务器呢,servlet还是springmvc,还是其他框架。因为之前做的ARPG用的一款nio框架——mina,然后对比servlet和springmvc的bio(实质上,springmvc只是层层封装servlet后的框架,它的本质原理还是servlet),个人还是觉得,作为需要处理大量高并发请求的业务需求来说,还是nio框架更适合,然而,我了解到netty又是比mina更好一点的框架,于是我选择了netty,然后自己写了demo测试,发现netty的处理性能确实是很可观的,netty是一个异步的,事件驱动的网络编程框架,使用netty可以快速开发出可维护的,高性能、高扩展能力的协议服务及其客户端应用。netty使用起来基本上就是傻瓜式的,它很好的封装了java的nio api。我也是刚刚接触这款网络通信框架,为此我还买了《Netty权威指南》,想系统的多了解下这款框架,以下几点,就是我使用netty作为网络层的理由:
- netty的通信机制就是它本身最大的优势,nio的通信机制无论是可靠性还是吞吐量都是优于bio的。
- netty使用自建的buffer API,而不是使用NIO的ByteBuffer来代表一个连续的字节序列。与ByteBuffer相比这种方式拥有明显的优势。netty使用新的buffer类型ChannelBuffer,ChannelBuffer被设计为一个可从底层解决ByteBuffer问题(netty的ByteBuf的使用跟C语言中使用对象一样,需要手动malloc和release,否则可能出现内存泄露,昨天遇到这个问题我都傻眼了,后来才知道,原来netty的ByteBuf是需要手动管理内存的,它不受java的gc机制影响,这点设定有点返璞归真的感觉!)。
- netty也提供了多种编码解码类,可以支持Google的Protobuffer,Facebook的Trift,JBoss的Marshalling以及MessagePack等编解码框架,我记得用mina的时候,当时看老大写的编解码的类,貌似是自己写protobuffer编解码工具的,mina并没有支持protobuffer。这些编解码框架的出现就是解决Java序列化后的一些缺陷。
- netty不仅能进行TCP/UDP开发,更是支持Http开发,netty的api中就有支持http开发的类,以及http请求响应的编解码工具,真的可谓是人性化,我使用的就是这些工具,除此之外,netty更是支持WebSocket协议的开发,还记得之前我自己试着写过mina的WebSocket通信,我得根据WebSocket的握手协议自己来写消息编解码机制,虽然最终也写出来了,但是当我听说netty的api本身就能支持WebSocket协议开发的时候,我得内心几乎是崩溃的,为什么当初不用netty呢?
- 另外,netty还有处理TCP粘包拆包的工具类!
可能对于netty的理解还是太浅,不过以上几个优势就让我觉得,我可以使用这款框架。实时也证明,它确实很高效很稳定的。
废话不多说,以下就贴出我使用netty作为Http通信的核心类:
1 | public class HttpServer { |
网络层,除了网络通信,还有就是数据传输协议了,服务器跟客户端怎么通信,传什么,怎么传。跟前端商议最终还是穿json格式的数据,前面说到了netty的编解码工具的使用,下面贴出消息处理类:
1 | public class HttpServerHandlerImp { |
以上代码,由于最后商议所有接口都通过post实现,所以get请求部分代码全都注释掉了。解析json数据使用的是gson解析,因为gson是可以直接解析为JavaBean的,这一点是非常爽的。工具类中代码如下:
1 | /** |
逻辑处理
在这款弱联网游戏中,一个是登录逻辑,游戏有一个管理服务器,管理其他的逻辑服务器(考虑到下版本开竞技场会有分服选服),登录和支付都是在管理服务器造成的,其他接口才会通过管理服务器上获得的逻辑服务器IP去完成其他交互,在逻辑服务器上基本上也不会有什么逻辑处理,基本上是接到数据就进行解析,然后就进行存储或缓存。唯一有一点逻辑处理的就是,例如金币钻石减少到负数了,就把数据置零。逻辑上,netty接收到请求之后,就进入我的一个核心处理类,Router,由Router再将消息分发到各个功能模块。Router代码如下:
1 | /** |
GameData则是用于发送接收的消息Bean
数据存储
在这样的游戏中,逻辑运算基本由客户端操作了,因此游戏数据的持久化才是服务器的重点,必须要保证游戏的数据的完整性。数据库上,我选择了Mysql,事实上,我认为MongoDB更适合这类数据的存储,因为本身数据库就可以完全按照json格式原样存储到数据库中,但由于项目预期紧,我也不敢去尝试我没尝试过的方式,然而选择mysql,也不是什么坏事,mysql在游戏数据的处理也是相当给力,mongo虽好,却没有关系型数据库的事务管理。根据策划的需求,我将游戏数据分析完了之后,就基本理清了数据库表结构,在项目中我使用了Hibernate4作为ORM框架,相对于前面的版本,Hibernate4有一个很爽的功能,就是在JavaBean中添加一些注解,就能在构建Hibernate的session的时候,自动在数据库创建表,这样使得开发效率快了好几倍,Hibernate本身就已经够爽了,我认为至今没有什么ORM框架能跟它比,以前也用过MyBatis,个人感觉MyBatis更适合那种需要手动写很复杂的sql才用的,每一个查询都要写sql,在Hibernate中,简简单单几行代码,就能完成一个查询,一下贴出Hibernate工具类:
1 | public class HibernateUtil { |
其中HibernateUtil中也用了SpyMemcached来做一些结果集的缓存,当然项目中也有其他地方用到了Memcache来做缓存。最开始的时候,我还纠结要不要把每个玩家的整个游戏数据(GameData)缓存起来,这样读起来会更快,但是我想了想,如果我把整个游戏数据缓存起来,那么每次存档,我都要把缓存中数据取出来,把要修改的那部分数据从数据库查询出来,再进行修改,再放回去,这样的话,每次存档就会多一次数据库操作,然而再想想,整个游戏中,读档只有进游戏的时候需要,而存档是随时都需要,权衡之下,还不如不做缓存,做了缓存反而需要更多数据库的操作。
缓存部分代码如下:
1 | /** |
游戏安全
首先是数据传输的安全问题:当我们完成了接口对接之后,就会考虑一个问题,当别人进行抓包之后,就能很轻松的知道服务器和客户端传输的数据格式,这样的话,不说服务器攻击,至少会有人利用这些接口做出一大批外挂,本身我们加上弱联网就是为了杜绝作弊现象,于是,我们对传输消息做了加密,先做XXTea加密,再做Base64加密,用约定好的秘钥,进行加密解密,进行消息收发。再一个就是支付验证的安全问题,现在有人能破解内购,就是利用支付之后断网,然后模拟返回结果为true,破解内购。我们做了支付验证,在完成支付之后,必须到后台查询订单状态,状态为完成才能获得购买的物品,支付我之前也是没有做过,一点点摸索的。代码就不贴了,涉及到业务。
总结
本文章只为了记录这款弱联网游戏的后台开发历程,可能之后还会遇到很多的问题,问题都是在摸索中解决的,我还需要了解更多关于netty性能方面知识。以上代码只是项目中的部分代码,并不涉及业务部分。分享出来也是给大家一个思路,或是直接拿去用,都是可以的,因为自己踩过一些坑,所以希望将这些记录下来,下次不能踩同样的坑。到目前为止,这款游戏也经过了大概半个多月的时间,到此作为记录,作为经验分享,欢迎交流探讨。我要参与的下一款游戏是长连接的SLG,到时候我应该还会面临更多的挑战,加油!