棋牌游戲服務器架構設計詳解，以及常見問題的應對和解決方法！

一，棋牌類服務器的特點

　　1，棋牌類不分區不分服

　　一般來說，棋牌游戲都是不分區不分服的。所以棋牌類服務器要滿足隨著用戶量的增加而擴展的需要。

　　2，房間模式

　　即在同一局游戲中就是在同一個房間中，同一個房間中的人可以接收到其他人的消息。

　　3，每個房間的操作必須是順序性

　　這個特性類似與一般游戲的回合制，每個玩家的操作都是有順序性的。

　　二，需要解決的技術點

　　1，數據共享

　　因為棋牌類游戲不分區不分服，我們在設計服務器的時候，是按世界服的思想去設計，即服務器是一個n多臺物理機的集群。當用戶登陸服務器，創建房間時，可能根據負載均衡算法，它可以在任何一臺服務器上面。所以，不管用戶登陸到哪一臺服務器上面了，都可以獲得自己的數據。我們可以使用redis來做數據共享。

　　2，如何進入房間

　　在同一局游戲中，我們要求所有人都在同一個房間中，我們可以規定在同一個房間中的用戶，必須登陸到同一臺物理服務器上面。在創建房間完成之后，其他人根據房間號查找房間的時候，可以根據房間號，獲取這個房間所在的服務器ip和端口，判斷一個當前用戶登陸的服務器ip與房間所在的服務器ip是否相同，如果相同，就不做切換，如果不一樣，客戶端就使用ip和端口，連接到房間所在的服務器上面。

　　3，保證房間操作的順序性

　　創建房間成功之后，接下來的操作都要保證它的順序性，所以房間需要有一個它自己的消息個隊列。我們可以把每個房間到達服務器的消息封裝為一個任務，把這個任務放到消息隊列中，然后有一個任務執行者去按順序執行這些任務。

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　　三，系統架構

　　1，功能設計

　　a，登陸

　　一般都是需要接第三方登陸，登陸這一塊是http操作，我們統一提供一個web服務，用來做登陸驗證。因為在登陸時，調用第三方的http服務，這個過程可能很慢，如果放在邏輯服務器的話，可能會卡業務邏輯任務。因為可能不同的玩家業務請求可能同在一個線程中，如果有任務卡了，那么這個任務以后新來的請求請會卡住，導致消息延遲。

　　b，獲取游戲公告，也放在web服務中。公告一般是游戲登陸的時候向服務器獲取一次。把它放在web服務器中，與業務邏輯分離的好處是，當業務邏輯服務器維護或更新的時候，不影響用戶的登陸，和獲取公告，這樣用戶體驗會好一些。

　　c，創建用戶唯一的id，因為棋牌類游戲服務器是世界服，無分區，所以用戶的id必須是全局唯一的?？梢岳胷edis的incr方法，原子的遞增，如果不想被別人根據userid的遞增推算出有多少注冊用戶，遞增的梯度可以隨機，比如每次遞增的值從1到1024中隨機一個。

　　d，創建房間，當房間主創建房間時，房間的id需要在任何臺服務器上可以查詢到，所以創建房間成功后，房間id要存儲在共享內存redis中，每個房間id對應一個房間所在的ip地址或服務器id.這樣，當有用戶要進入房間，在查詢房間id時，可能判斷這個房間是否和自己登陸的游戲服務器相同。

　　e，查找加入房間

　　根據房間id查詢房間，查找到房間后，獲取房間所在的ip地址或服務器id,如果發現和自己所登陸的服務器一樣，直接可以加入房間。如果不一樣，把這個房間所在的ip和端口返回給客戶端，讓客戶端重新與房間所在的服務器建立連接，使用登陸時的token驗證用戶。

　　f，游戲腳本調用

　　在驗證游戲是否合法時，客戶端與服務器都要驗證，驗證的算法是一樣的，所以可以使用腳本來寫，寫一份腳本，在服務器與客戶端中同時使用?？梢允褂胠ua。同一個算法使用同一個腳本 ，這樣在開發新的同類型棋牌游戲時，只需要替換一下這個腳本就行了，不用再重復開發。

　　2，后臺管理系統

　　這個一般是根據運營需求開發的，每個公司不一樣。不過有一點，后臺管理系統可能要和游戲服務器通信，這種通信方式最好是采用redis的訂閱/發布機制。這樣可以把某個消息事件同時發送到所有的業務服務器上面。根據用戶所在的服務器進行處理。

　　3，玩家同屏

　　玩家同屏是棋牌游戲中的一個重點，對于做過那些大型的arpg，或mmo游戲的程序員來說，這并不是什么難事。因為同屏就是服務器對客戶端的消息進行轉發。一個房間四個人，一個人出的牌或操作能被其他三個人同時看到。

　　因為棋牌游戲的同步數據量比較小。一般常見的同步方式有兩種：
 

• 客戶端主動拉取

　　客戶端定時主動向服務器請求一個用戶的消息隊列，當一個玩家有操作需要同步到其他玩家時，在服務器端先把這個消息放到這個用戶的消息隊列中。等待客戶端的拉取操作。這種方式的好處是，不需要考慮網絡閃斷或網絡不好的情況，信息都是同步獲取的。缺點是，定時拉取的時間間隔很短，可能不到一秒就會拉取一次。
 

• 服務器主動推送

　　當一個用戶出牌的消息需要同步給其他玩家時，服務器會獲得這個玩家與服務器建立的socket連接，然后服務器使用socket 主動向客戶端發送消息。

　　這種方式要考慮網絡閃斷，消息丟失的問題。因為服務器推送的消息，客戶端有可能會收不到。所以客戶端需要根據心跳來判斷網絡是否有斷開過，如果有斷開，需要重新從服務器拉取整個房間狀態的消息。或者根據服務器發送的消息號，如果客戶端發現接收到的服務器消息號有跳號的，比如應該接收10，卻收到了12，說明中間有消息丟失，需要重新拉取整個房間的狀態信息。

　　這種方式的缺點是，開發復雜，需要考慮一些網絡問題。優點是，只有在有消息的時候才會推送，沒有的話不推送，不占用帶寬等系統資源，可以增加用戶同時在線量，也就是增加了服務器的承載量。

　　4，數據同步和持久化

　　1，由于棋牌類的游戲數據少，計算量也小，所以完全可以不使用內存緩存，而直接使用redis共享內存，用戶的所有數據都緩存在redis中。更新也同步更新到redis中，這樣不管一個用戶登陸哪一臺業務服務器，都能獲得自己的最新數據。

　　2，更新數據庫，由于數據第一緩存是redis，所以活躍的用戶數據都是可以從redis中直接獲得的，而不用查詢數據庫，所以數據庫的更新可以采取異步更新，而不會產會數據的延遲。需要注意的一點是，數據的異步更新必須保證是有順序的。那么這就會產生一個問題，怎么保證用戶的更新不會亂呢？

　　3，如何保證更新的順序性

　　因為我們的業務服務器是多個的，用戶可能連接其中的任何一個，如果說登陸的是服務器A,加入的房間在服務器B上，那么連接就會切換。為了保證數據更新的順序，我們可以做一個數據庫持久化服務，把需要更新數據庫的任務實時發送到這臺服務器上，由數據庫持久化服務執行對數據庫的更新。這樣不管用戶連接的哪臺業務服務器，它的更新都是有順序保證的。

　　4，一種快速簡單的方法

　　由于棋牌類的業務少，數據更新少，所以查詢可以有redis緩存，減少數據庫查詢的壓力，而更新實行實時更新到數據庫，前期不需要開發數據庫持久化服務。等用戶積累到一定程序之后，發現更新數據庫比較慢的時候，再單獨做一個數據庫持久化服務。

　　四，服務器架構
 

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　　1，登陸時，客戶端首先向登陸的web服務器請求登陸信息，登陸成功之后，返回登陸的token,為了適應大規模的web請求和登陸服務的穩定，可以使用nginx做負載均衡。

　　2，登陸成功之后，請求負載均衡服務器，獲取一臺連接的業務服務器。這個負載均衡服務器可以和登陸web在一個進程中，也可以獨立出來。

　　3，拿到登陸成功的token和需要連接的業務服務器的ip和端口之后，再去連接業務服務器。連接成功之后，要使用token到登陸服務器去驗證，這個用戶是否登陸了。

　　4，同一個房間的用戶要連接到同一臺物理服務器上面。在上面已經說過了。

　　5，redis用來做共享緩存。

　　6，mysql做持久化存儲。

　　7，數據庫持久化服務器，統一做數據入庫操作。

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　　五，關于網關的問題

　　1，網關的作用

　　a，轉發消息包

　　b，業務的負載均衡，比如A業務由服務器a處理，B業務由服務器b處理，由網關進行轉發。

　　c，維護與客戶端的連接

　　d，帶寬的整合，一般的云服務都是按購買的服務器計算帶寬的。通過一臺服務器轉發消息，可以只購買一個大帶寬就可以了。以節約成本。

　　2，棋牌類游戲需要網關嗎？

　　我認為不太需要，因為棋牌類游戲業務比較單一，做的最多的就是消息同屏轉發。最多是再有一些任務或活動，這些由一臺服務器直接處理完全可以搞定。而且開發網關也是一個復雜的工作，沒必要在這個上面花太多的時間。