類似于QQ游戲百萬人同時在線的服務器架構實現

本文作者：sodme　本文出處：http://blog.csdn.net/sodme
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　　QQ游戲于前幾日終于突破了百萬人同時在線的關口，向著更為遠大的目標邁進，這讓其它眾多傳統的棋牌休閑游戲平臺黯然失色，相比之下，聯眾似乎已經根本不是QQ的對手，因為QQ除了這100萬的游戲在線人數外，它還擁有3億多的注冊量（當然很多是重復注冊的）以及QQ聊天軟件900萬的同時在線率，我們已經可以預見未來由QQ構建起來的強大棋牌休閑游戲帝國。
　　那么，在技術上，QQ游戲到底是如何實現百萬人同時在線并保持游戲高效率的呢？
　　事實上，針對于任何單一的網絡服務器程序，其可承受的同時連接數目是有理論峰值的，通過C＋＋中對TSocket的定義類型：word，我們可以判定這個連接理論峰值是65535，也就是說，你的單個服務器程序，最多可以承受6萬多的用戶同時連接。但是，在實際應用中，能達到一萬人的同時連接并能保證正常的數據交換已經是很不容易了，通常這個值都在2000到5000之間，據說QQ的單臺服務器同時連接數目也就是在這個值這間。
　　如果要實現2000到5000用戶的單服務器同時在線，是不難的。在windows下，比較成熟的技術是采用IOCP－－完成端口。與完成端口相關的資料在網上和CSDN論壇里有很多，感興趣的朋友可以自己搜索一下。只要運用得當，一個完成端口服務器是完全可以達到2K到5K的同時在線量的。但，5K這樣的數值離百萬這樣的數值實在相差太大了，所以，百萬人的同時在線是單臺服務器肯定無法實現的。
　　要實現百萬人同時在線，首先要實現一個比較完善的完成端口服務器模型，這個模型要求至少可以承載2K到5K的同時在線率（當然，如果你MONEY多，你也可以只開發出最多允許100人在線的服務器）。在構建好了基本的完成端口服務器之后，就是有關服務器組的架構設計了。之所以說這是一個服務器組，是因為它絕不僅僅只是一臺服務器，也絕不僅僅是只有一種類型的服務器。
　　簡單地說，實現百萬人同時在線的服務器模型應該是：登陸服務器＋大廳服務器＋房間服務器。當然，也可以是其它的模型，但其基本的思想是一樣的。下面，我將逐一介紹這三類服務器的各自作用。
　　登陸服務器：一般情況下，我們會向玩家開放若干個公開的登陸服務器，就如QQ登陸時讓你選擇的從哪個QQ游戲服務器登陸一樣，QQ登陸時讓玩家選擇的六個服務器入口實際上就是登陸服務器。登陸服務器主要完成負載平衡的作用。詳細點說就是，在登陸服務器的背后，有N個大廳服務器，登陸服務器只是用于為當前的客戶端連接選擇其下一步應該連接到哪個大廳服務器，當登陸服務器為當前的客戶端連接選擇了一個合適的大廳服務器后，客戶端開始根據登陸服務器提供的信息連接到相應的大廳上去，同時客戶端斷開與登陸服務器的連接，為其他玩家客戶端連接登陸服務器騰出套接字資源。在設計登陸服務器時，至少應該有以下功能：N個大廳服務器的每一個大廳服務器都要與所有的登陸服務器保持連接，并實時地把本大廳服務器當前的同時在線人數通知給各個登陸服務器，這其中包括：用戶進入時的同時在線人數增加信息以及用戶退出時的同時在線人數減少信息。這里的各個大廳服務器同時在線人數信息就是登陸服務器為客戶端選擇某個大廳讓其登陸的依據。舉例來說，玩家A通過登陸服務器1連接到登陸服務器，登陸服務器開始為當前玩家在眾多的大廳服務器中根據哪一個大廳服務器人數比較少來選擇一個大廳，同時把這個大廳的連接IP和端口發給客戶端，客戶端收到這個IP和端口信息后，根據這個信息連接到此大廳，同時，客戶端斷開與登陸服務器之間的連接，這便是用戶登陸過程中，在登陸服務器這一塊的處理流程。
　　大廳服務器：大廳服務器，是普通玩家看不到的服務器，它的連接IP和端口信息是登陸服務器通知給客戶端的。也就是說，在QQ游戲的本地文件中，具體的大廳服務器連接IP和端口信息是沒有保存的。大廳服務器的主要作用是向玩家發送游戲房間列表信息，這些信息包括：每個游戲房間的類型，名稱，在線人數，連接地址以及其它如游戲幫助文件URL的信息。從界面上看的話，大廳服務器就是我們輸入用戶名和密碼并校驗通過后進入的游戲房間列表界面。大廳服務器，主要有以下功能：一是向當前玩家廣播各個游戲房間在線人數信息；二是提供游戲的版本以及下載地址信息；三是提供各個游戲房間服務器的連接IP和端口信息；四是提供游戲幫助的URL信息；五是提供其它游戲輔助功能。但在這眾多的功能中，有一點是最為核心的，即：為玩家提供進入具體的游戲房間的通道，讓玩家順利進入其欲進入的游戲房間。玩家根據各個游戲房間在線人數，判定自己進入哪一個房間，然后雙擊服務器列表中的某個游戲房間后玩家開始進入游戲房間服務器。
　　游戲房間服務器：游戲房間服務器，具體地說就是如“斗地主1”，“斗地主2”這樣的游戲房間。游戲房間服務器才是具體的負責執行游戲相關邏輯的服務器。這樣的游戲邏輯分為兩大類：一類是通用的游戲房間邏輯，如：進入房間，離開房間，進入桌子，離開桌子以及在房間內說話等；第二類是游戲桌子邏輯，這個就是各種不同類型游戲的主要區別之處了，比如斗地主中的叫地主或不叫地主的邏輯等，當然，游戲桌子邏輯里也包括有通用的各個游戲里都存在的游戲邏輯，比如在桌子內說話等。總之，游戲房間服務器才是真正負責執行游戲具體邏輯的服務器。
　　這里提到的三類服務器，我均采用的是完成端口模型，每個服務器最多連接數目是5000人，但是，我在游戲房間服務器上作了邏輯層的限定，最多只允許300人同時在線。其他兩個服務器仍然允許最多5000人的同時在線。如果按照這樣的結構來設計，那么要實現百萬人的同時在線就應該是這樣：首先是大廳，1000000/5000＝200。也就是說，至少要200臺大廳服務器，但通常情況下，考慮到實際使用時服務器的處理能力和負載情況，應該至少準備250臺左右的大廳服務器程序。另外，具體的各種類型的游戲房間服務器需要多少，就要根據當前玩各種類型游戲的玩家數目分別計算了，比如斗地主最多是十萬人同時在線，每臺服務器最多允許300人同時在線，那么需要的斗地主服務器數目就應該不少于：100000/300=333，準備得充分一點，就要準備350臺斗地主服務器。
　　除正常的玩家連接外，還要考慮到：
　　對于登陸服務器，會有250臺大廳服務器連接到每個登陸服務器上，這是始終都要保持的連接；
　　而對于大廳服務器而言，如果僅僅有斗地主這一類的服務器，就要有350多個連接與各個大廳服務器始終保持著。所以從這一點看，我的結構在某些方面還存在著需要改進的地方，但核心思想是：盡快地提供用戶登陸的速度，盡可能方便地讓玩家進入游戲中。