碼code｜騰訊大佬帶你深刻理解小遊戲的架構設計與開發

轉載來源：雲加社區
原做者：餘國良

---

小遊戲自發布以來，微信平臺上已經出現了很多現象級的小遊戲，包括跳一跳。在技術上微信小遊戲和小程序的區別是什麼？開發商在開發一款小遊戲的時候一般會遇到什麼問題？怎麼去規避和解決，來自騰訊遊戲雲資深架構師餘國良，將會給咱們帶來微信小遊戲架構設計與開發方向。

微信小遊戲的特色是什麼？

小遊戲最大的特色是去中心化分發以及好友關係鏈的傳播。這裏面會帶來不少機遇和挑戰，機遇就是有可能帶來爆款，挑戰是以往的經驗可能就不適用了，包括技術上的。

那麼微信小遊戲的特色對咱們的架構提出哪些要求？這裏我列舉了兩個要點。

第一個是全區全副的需求。爲了充分利用微信的社交網絡，要求遊戲是全區全服的。第二個要求就是在線擴縮容的需求，由於任何一款遊戲均可能成爲爆款，在微信上有幾何式的增加，因此幾乎成爲剛需。

咱們看一個案例，這個案例是咱們騰訊雲上一個真實客戶的案例。它的小遊戲在上線很短的時間內從幾萬人飆升到200萬左右。這個客戶經歷了什麼？首先遊戲上線以後，很快發現流量增速迅速，系統流量不夠了，這個時候咱們能夠經過雲主機在線分配。可是第一個瓶頸出現了，當吞吐量達到上線的時候很難進行擴展，他們連夜進行了調整，將實際數量迅速擴展到幾十個。可是接下來另一個瓶頸又出現了，他們用的數據庫也是單數據庫，一樣有擴展性的問題。這個問題能夠經過改用集羣版數據庫來解決。最終雖然全部的問題獲得瞭解決，可是耽誤了時間也產生了損失，他們在線人數也出現了比較大的下滑。

經過這個案例咱們想說明的是，咱們但願小遊戲的架構足夠輕，足夠小，可是重點問題也須要提早考慮，避免問題爆發的時候產生沒必要要的損失。

那麼咱們怎麼樣來設計架構，小遊戲對咱們提出這個要求，接下來我會從兩個層面來進行分析，首先是計算層面，再是存儲層面。

先看這麼一個架構，咱們不妨稱之爲無狀態化的分層架構，簡單說就是按照節點的關係和按照架構關係分別進行銜接，而後下面這個節點靈活進行伸縮。

這個架構簡單使用應對通常的休閒性遊戲也是夠用的，咱們看一下它在騰訊雲上的追加時間是什麼樣的。國際客戶端經過CLB擴展平衡接入到後臺服務，咱們通過BGT高防對遊戲進行保護，當出現流量的時候，高防服務能夠對流量進行清洗而後回收到系統中。咱們用不一樣的彈性製做主來承載不一樣的服務，經過內網進行銜接以方便實現動態擴容。

這裏用到一些騰訊雲的產品咱們作一些介紹，首先是CLB，騰訊的CLB單集羣提供超過1.2億的最大鏈接數，輕鬆應對億級訪問量，單集羣可處理峯值40GB/S的流量，每秒處理包量可達600萬。

第二個就是咱們的彈性伸縮服務AS，彈性伸縮服務咱們能夠在不一樣的時期對集羣的節點數量進行伸縮。咱們的出發策略包括這麼幾個，一個是定時策略、監控告警策略、手動擴縮容策略。在騰訊雲上，一千臺雲主機的平均耗時是63秒，接入彈性伸縮服務以及流動的基礎能力，咱們能夠很方便的對服務進行快速動態的擴縮容。

第三個就是咱們的BGT高防服務，在必要的時候咱們能夠經過BGT高防對於遊戲進行保護，它的特色首先平臺擁有T級的防禦帶寬，而後有精準的算法，在提供防禦的同時咱們能夠最大程度保障網絡覆蓋質量。

架構有什麼優點和侷限性

優點就是可靠性高，單節點鼓掌不影響總體可用性，以及好擴展和收縮。侷限性，無狀態化要求對存儲層補寫數據。對於這個問題咱們每每把比較高的對象緩存到節點內存中，這對LB就提出一些要求。由於擴展中須要知道發送給某個對象的發送到哪一個節點，它是要創建對象到節點的流動性關係，顯然通用的LB是沒有辦法作到這一點的。

另一個問題在這個架構中同時節點沒有辦法發送請求，可是對於遊戲來講，咱們不少時候但願同時的節點之間發送請求。好比說咱們向好友發送組隊邀請的時候，好友的對象和個人對象不在同一個節點，那麼就須要將請求發送到好友的節點，而後再轉發到好友的客戶端。

可是對於無狀態化分層架構來講每每就須要經過共享數據，存在實時性和性能損耗的問題。爲了解決這兩個問題，咱們看一下星型的架構。

不一樣節點之間經過router進行剖析，實現節點之間共融的儀器。好比說A節點中的Player1對象要向發送B節點中的Play2對象發送請求、邀請，能夠將消息發送到router，router再轉發到大節點處理以後再發送到朋友客戶端。在這個結構中，全部的節點都是對等的關係，中間的router能夠實現互通，它是比較靈活。可是它有一個明顯的問題，router是一個單點，有容縮小和可擴展性。創建（英）能夠實現主備的自動切換，主節點不行的時候能夠切換到節點。他們之間的鏈接，咱們能夠把多結構鏈接在一塊兒實現架構的擴展。好比說Player1在（英）發送A節點，Player發到B節點。當Player1向Player額2發送組隊邀請的時候，能夠將消息先發送到router1，router1再轉發到router2，最終到達B節點。router可以將消息發到對象，它就要保持全局的這樣一個裝。

咱們看一下router作了哪些事情？收斂連接，簡化內部通訊管理，創建通用的對象陸游機制，簡化遊戲開發。第三經過router咱們也能夠實現負載均衡和廣播，router具備通用性，能夠做爲通用的遊戲界面。

在擴展性方面，咱們能夠在兩個層面進行擴展，好比說能夠發現節點不夠的時候能夠進行添加，分散相應的router，而後加入到系統中來。當一個達到極限的時候，咱們能夠經過副機來進一步作擴展，添加新的。假設咱們有0和1，須要添加2的時候這個流程能夠是這樣的。咱們先對2進行部署，當2起來的時候，router1和router2能夠發現新節點，而且創建到它的鏈接。鏈接以後router2會向router1或者router0而且將本身的信息同步給router1和router0，這樣就創建了。當play2登陸到router2的時候，router2會將信息同步給router2和router0，這是架構的擴展過程。

這個圖是擴展的信息結構在騰訊雲的實踐，像比較高的遊戲，好比說坦克大戰遊戲咱們實行多點佈局，好比說華南的玩家能夠加入到華東，廣州的UPC和上海的UPC能夠實現內網鏈接。

下面咱們看一下存儲層的設計，咱們的目標是創建一個大存儲層以知足動態擴容的問題。咱們要知足數據庫水平擴展的問題，若是本身作的話有三種方法。第一種基於增量區間的分配，它的由點是能夠實現動態擴容，可是存在性能熱點的問題。由於永遠都是訪問量最大，而老分片隨着流失出現性能限制的狀況；第二種方法，根據ID的閃電池分散到不一樣的分片，沒有性能熱點的問題，可是加新的節點的時候，每每對數據進行單切，比較難以實現快速自動擴容。第三種方法就是將二者結合，能夠同時解決兩個問題，須要增長中間的數據路由。

爲了簡化大存儲的設計，咱們能夠用一些分佈式數據庫產品，好比說騰訊雲的DCDB，它的原理是經過增長中間的代理層，到多個物理感，像複雜性徹底封裝在代理層。

這兩個圖是咱們對DCDB作性能測試，第一個圖是單分片對比MYSQL的性能，隨着CPU的核和現存數的增長呈線性增加。DCDB支持新發現的擴容和現有的擴容。擴容池系統會自動進行搬遷而且切換相應的流量，能夠作到對業務層進行感知。我要作的只要在頁面中點擊幾下按鈕。

第二個產品是TCaplus，特色有三個支持Protobuf接口訪問，接口友好，適合遊戲開發，第二個，將Cache與硬盤結合，第三村塾空間無上線，單表最大支持sotb。TCaplus目前在騰訊內部獲得最普遍的應用，數百款遊戲都是以TCaplus做爲主數據庫，其中包括王者榮耀、絕地求生等遊戲。

想要獲取原文PPT及瞭解更多小程序開發相關內容，歡迎微信掃描下方二維碼關注「微信極客WeGeek」公衆號，共築微信生態。