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用Go語言寫游戲服務器也有一個多月了,也能夠明顯的感受到兩者的區(qū)別。這篇文章就是想具體的聊聊其中的區(qū)別。當然,在了解區(qū)別之間,我們先簡單的了解一下Go語言本身。
Go語言的特點
Go語言跟其他的語言例如Java比起來,算得上一門很年輕的語言。Go語言是由Robert Griesemer、Rob Pike和Ken Thompson于2007年在Google開發(fā)。并于2009年正式發(fā)布。
Go語言的設計理念圍繞著簡潔這兩個字,認為少即是多。如果你熟悉Java,用Java那一套語法命名跟Go做對比,可以很明顯的體會到這種感覺。
Go的特點可以簡單的概括成以下幾個點。
靜態(tài)類型和編譯型
首先Go是靜態(tài)類型,靜態(tài)類型就是編譯時就知道每一個變量的類型,得益于此,在編譯的階段就能夠發(fā)現(xiàn)很多問題。而如果是動態(tài)語言,例如JavaScript,有些問題直到運行時才能發(fā)現(xiàn)。
Go是編譯型語言,看到編譯型大家腦子里可能會想到另外一個詞解釋型。兩者的區(qū)別從字面上來理解其實已經可以看出來,我用一個簡單的例子來類比一下。
編譯型 去餐館吃飯,點了菜之后,飯店會等所有的菜做好了再上
解釋型 去餐館吃飯,點了菜之后,陸陸續(xù)續(xù)的邊吃邊上
跨平臺
顧名思義,你寫的Go源碼在所有的系統(tǒng)都能夠運行。
這點其實很好理解,例如Java的口號是”Write once, run anywhere”。我們都知道Java是編譯型的語言,但是Java在編譯的時候生成的是字節(jié)碼,這個字節(jié)碼與當前的操作系統(tǒng)無關,與CPU也無關。
這種字節(jié)碼必須依賴Java虛擬機才能運行,而虛擬機會將操作系統(tǒng)和CPU之間的差異與用戶屏蔽。對于編程的人來說這個過程其實無感知的。而對Java來說,語言本身的跨平臺并不能代表代碼可以跨平臺。
Go的跨平臺從某種方面來說,與Java類型,我們需要安裝與當前操作系統(tǒng)相對應版本的Go。編譯出來的可執(zhí)行文件會根據(jù)操作系統(tǒng)的不同而有所不同。
自動垃圾回收
與JVM一樣,Go在運行時的內存管理(GC)由Go語言本身來管理,不需要程序員的參與,但是我們可以干預。
原生的并發(fā)編程
何為原生?我們都知道,在Java中如果要實現(xiàn)并發(fā), 需要外部的類庫支持(Thread),而Go不需要從外部再引入任何依賴。支持使用關鍵字go即可。而且Java中是通過共享內存進行通信的,熟悉Go的應該都看過一句話“不要通過共享內存來通信,而應該通過通信來共享內存”
完善的構建工具
從獲取、編譯、測試、安裝、運行和分析等一系列流程都有自己的內置工具。例如獲取可以使用go get命令來下載更新指定的代碼包,并且對它們進行編譯和安裝,可以使用go build 對源碼進行編譯,用go run命令來運行Go的程序,用go fmt來快速格式化代碼,統(tǒng)一代碼風格。
多范式編程
目前主流的編程范式有命令式編程、函數(shù)式編程和我們最熟悉的面向對象編程。在編寫Go的代碼的時候,我們可以選擇使用面向對象的方法,也可以使用函數(shù)式編程的思想,相互結合,相輔相成。
例如,在Go里面也可以用接口來描述行為,也可以使用純函數(shù)來避免出現(xiàn)副作用。因此,多范式編程就是指這個語言支持多種編程范式的。
代碼風格強統(tǒng)一
使用Go的內置工具go fmt即可快速的將代碼格式化成官方統(tǒng)一的標準,以此來達到代碼風格統(tǒng)一的目的。甚至可以用golangci-lint來檢測你的語法跟內置的標準語法是否有沖突,完全可以將這個檢測工具掛在git的鉤子上,以此來達到強制的代碼風格統(tǒng)一的目的。
活躍的社區(qū)
還有一個很重要的特點是,國內的Go的社區(qū)十分的活躍,這對于Go在國內的普及起到了很大的作用。
用Go的優(yōu)勢
先說一下我對Go語言的看法,我認為Go在服務器這塊是非常有優(yōu)勢的。以后如果有高并發(fā)的應用場景,那么大概率這個服務就是用Go寫的。不知道大家有沒有發(fā)現(xiàn),摩爾定律正在失效。近十年內,硬件的原始處理能力都沒有太大的提升。顯然,一味的增加晶體管的數(shù)量已經不是解決問題最好的方法。
NASA前不久發(fā)布到官網然后又迅速刪掉的文章透露了,Google可能已經實現(xiàn)了量子霸權,通俗一點說就是擁有超越所有傳統(tǒng)計算機的計算能力。而放置更多的晶體管的代價也越來越高,所以現(xiàn)在廠商都在向處理器中添加更多的內核來提升性能。
就像大家熟悉的Java,雖然Java本身支持多線程,但是在Java上使用多線程編程代碼算是比較昂貴的。在Java中創(chuàng)建一個新的線程就會消耗接近1M左右的內存。假如你真的需要支持運行上千個線程,那么服務很可能運行著就OOM了。除了內存消耗外,還會存在由于支持多線程帶來的并發(fā)和死鎖等問題。
而Go中,使用協(xié)程來代替線程。而且一個協(xié)程所消耗的內存比線程少了很多倍。同樣的物理設備限制,你可能只能啟動最多幾千個線程,而協(xié)程能夠啟動上百萬個。而且不同的Goroutine可以通過信channel進行安全的通信。
游戲服務器和Web服務器的區(qū)別
有些對游戲服務器的介紹可能會說,游戲服務器是一個需要長期運行的程序,然后怎么怎么樣。我個人認為Web服務器一樣的需要長期運行,也需要響應不定點不定時來自用戶的請求。兩者從宏觀上來看其實沒有本質的區(qū)別。同時Web服務器也會對于穩(wěn)定性和性能有要求,游戲服一般分為大小服,我們這里都按照小服舉例子。
狀態(tài)
首先要提到的就是狀態(tài)?赡苣銜犝f過一個概念,游戲服務器是有狀態(tài)的,而Web服務器是無狀態(tài)的。什么意思呢?Web服務器的數(shù)據(jù)流大多直接會到數(shù)據(jù)庫中。而游戲服務器的數(shù)據(jù)流首先會到內存中,然后定期的寫入數(shù)據(jù)庫(落地)。
換句話說,游戲服務器本身的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在運行期間會存在一個數(shù)據(jù)不一致的窗口。如果此時游戲服務器宕機了,那么就會造成數(shù)據(jù)首先到的內存數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫存的數(shù)據(jù)不一致。
而Web服務器則不會有這樣的問題,Web所有的數(shù)據(jù)狀態(tài)都會落地,而且可以針對操作加上事務,不用擔心因為操作失敗而引入臟數(shù)據(jù)。正因為有了狀態(tài)的約束,游戲服務器就會很慎重的使用內存、CPU。以求在資源有限的情況下,最大化的提高的承載量,并且降低服務延遲。當然,Web服務器會為了降低某個接口的響應時間而去做對應的優(yōu)化。
擴容
在Web服務器中,如果你不能評估一個服務所面臨的壓力,又不想因為瞬時的熱點訪問導致服務直接不可用的話,完全可以設置成自動擴容,因為每個服務只是單純的接收請求,然后處理請求、返回結果,不會將數(shù)據(jù)保存在服務器的內存中。要有數(shù)據(jù)存到內存,那也是在Redis中。而Redis數(shù)據(jù)丟失對數(shù)據(jù)的一致性基本沒有影響。
但是在游戲服務器這邊很難做到像Web那樣靈活。首先,數(shù)據(jù)的流向不是數(shù)據(jù)庫,而是內存。
舉個很簡單的例子,玩家的主城被攻打著火了,如果有了自動擴容,很有可能在落地的窗口內,玩家再請求一次,請求到了另一個實例。主城又沒有著火了。因為數(shù)據(jù)都會先存在內存中。
再舉一個例子,玩家氪金買了一個禮包。然后退出游戲,落地窗口內再次上線沒了。這就不是單純的數(shù)據(jù)問題了,玩家這是花了真金白銀買的道具,突然就沒了,一兩個還好處理,如果多個玩家都出現(xiàn)這樣的問題,那這就屬于嚴重的線上事故了。修復數(shù)據(jù)的工作量十分的大。
所以,對于一個游戲服務器,所能使用的內存和CPU的資源是非常有限的,不像Web服務器可以不用花很大的代價做到橫向擴展。這也就是為什么游戲服務器會十分十分的注重代碼的性能以及穩(wěn)定性。
穩(wěn)定
就像上面說的例子,如果游戲服務器運行中出了BUG,導致服務直接不可用,或者說通過這個BUG刷到了大量的道具,將是一個非常嚴重的線上事故。
而對于Web服務器來說,如果是管理系統(tǒng)之類的,有可能會有臟數(shù)據(jù)值得一提的是,臟數(shù)據(jù)對于Web來說,排查起來也是一件很頭疼的事情。如果沒有臟數(shù)據(jù),只是服務暫且不可用,而且如果用的是微服務架構,重啟服務的代價是相對來說比較小的,只有正在重啟的服務的業(yè)務是不可用的,其余的部分則可以正常的訪問。
而對于游戲服務器來說,服務器重啟影響的是全服的玩家。玩家在停服期間,甚至連游戲都進不了,特別的影響玩家體驗。而且,如果停服之前服務器的數(shù)據(jù)落地出現(xiàn)了問題,服務重啟之后會將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫load到內存中,此時同樣會造成數(shù)據(jù)不一致的問題。
性能
從我的經驗來看,在做Web服務器的時候,沒有為了減少GC的壓力,為了少占用內存去做過多的優(yōu)化。當然這是因為項目本身的體量不大,如果QPS很高的話,Web服務器同樣很需要注重性能,只不過游戲服務器需要一直特別注意這個方面。
不過在Web,如果訪問量很大的話導致單個服務不能扛住壓力,大部分人首先想到的解決方案應該就是搞多個實例,畢竟可以做到很輕松的橫向擴展。
在游戲服務器里,會把服務器的資源看的相當?shù)膶氋F。例如,能不落地的字段就絕對不要落地,某個字段的值可以通過已知的條件算出來的,就盡量不要定義在代碼里。不過這也要看具體情況權衡運算量和調用的頻率。因為上線之后,如果遇到了數(shù)據(jù)不一致,維護的數(shù)據(jù)越少,修復數(shù)據(jù)的難度就越小。
嚴謹
這一點上來說,我認為是兩者都很關注的一個重點。只不過,在游戲服務器的某些情況中,如果服務器拋出異;蛘遬anic。其造成的后果會被游戲特殊的環(huán)境放大。
例如,召回你的在外部隊失敗了,那么部隊就會一直在外面且不可用。這跟在瀏覽器中點一個按鈕沒有反應比起來,影響相對較小。而且使用微服務架構,在修復問題之后可以以很低的成本來重啟對應的服務,而游戲服務器中還要修復一次數(shù)據(jù)。
再舉一個很極端的例子,點擊商店,玩家要準備氪金了。但是卻發(fā)現(xiàn)進不了商店,也可能不能獲取商品列表。這些會直接影響到游戲的體驗,甚至收入。
而對于Web來說,服務器的穩(wěn)定性同樣很重要。不然根據(jù)業(yè)務的不同,造成后果的嚴重性也有可能不同。影響了用戶體驗,就會直接影響到產品的口碑。
數(shù)據(jù)傳輸格式
熟悉Web的都知道,數(shù)據(jù)傳輸格式是JSON。而在游戲服務器中是Protobuf,是由Google開發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸格式,與JSON類似。Protobuf是二進制的,二進制數(shù)據(jù)量會比JSON更小一點。而且,如果傳輸?shù)淖侄问强罩,就不會被傳輸。而JSON如果是空值,一樣的也會被傳輸。
無論是在什么樣的環(huán)境中,舉個例子,Node.js和Java中,Protobuf的性能表現(xiàn)都比JSON好。在Java中,Protobuf甚至要比JSON快了接近80%。如果Java的服務之間通信有了性能瓶頸, 可以考慮服務之間使用RPC來通信。
但是凡事都具有兩面性。Protobuf的缺點仍然存在:
文檔較少
社區(qū)與JSON的對比起來
可讀性沒有JSON好
總結
以上就是這兩個月以來,總結的兩者的區(qū)別。只是從大體上做了一個對比,并沒有具體深入細節(jié)。細節(jié)的話有可能會在以后單獨的來介紹。(來源:SH的全棧筆記)
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