摘要：在技術(shù)上微信小游戲和小程序的區(qū)別是什么開發(fā)商在開發(fā)一款小游戲的時(shí)候通常會(huì)遇到什么問題怎么去規(guī)避和解決，來自騰訊游戲云資深架構(gòu)師余國良，將會(huì)給我們帶來微信小游戲架構(gòu)設(shè)計(jì)與開發(fā)方向。

轉(zhuǎn)載來源：云加社區(qū)
原作者：余國良

小游戲自發(fā)布以來，微信平臺(tái)上已經(jīng)出現(xiàn)了不少現(xiàn)象級(jí)的小游戲，包括跳一跳。在技術(shù)上微信小游戲和小程序的區(qū)別是什么？開發(fā)商在開發(fā)一款小游戲的時(shí)候通常會(huì)遇到什么問題？怎么去規(guī)避和解決，來自騰訊游戲云資深架構(gòu)師余國良，將會(huì)給我們帶來微信小游戲架構(gòu)設(shè)計(jì)與開發(fā)方向。

小游戲最大的特點(diǎn)是去中心化分發(fā)以及好友關(guān)系鏈的傳播。這里面會(huì)帶來很多機(jī)遇和挑戰(zhàn)，機(jī)遇就是有可能帶來爆款，挑戰(zhàn)是以往的經(jīng)驗(yàn)可能就不適用了，包括技術(shù)上的。

那么微信小游戲的特點(diǎn)對(duì)我們的架構(gòu)提出哪些要求？這里我列舉了兩個(gè)要點(diǎn)。

第一個(gè)是全區(qū)全副的需求。為了充分利用微信的社交網(wǎng)絡(luò)，要求游戲是全區(qū)全服的。第二個(gè)要求就是在線擴(kuò)縮容的需求，因?yàn)槿魏我豢钣螒蚨伎赡艹蔀楸睿谖⑿派嫌袔缀问降脑鲩L，所以幾乎成為剛需。

我們看一個(gè)案例，這個(gè)案例是我們騰訊云上一個(gè)真實(shí)客戶的案例。它的小游戲在上線很短的時(shí)間內(nèi)從幾萬人飆升到200萬左右。這個(gè)客戶經(jīng)歷了什么？首先游戲上線之后，很快發(fā)現(xiàn)流量增速迅速，系統(tǒng)流量不夠了，這個(gè)時(shí)候我們可以通過云主機(jī)在線分配。但是第一個(gè)瓶頸出現(xiàn)了，當(dāng)吞吐量達(dá)到上線的時(shí)候很難進(jìn)行擴(kuò)展，他們連夜進(jìn)行了調(diào)整，將實(shí)際數(shù)量迅速擴(kuò)展到幾十個(gè)。但是接下來另外一個(gè)瓶頸又出現(xiàn)了，他們用的數(shù)據(jù)庫也是單數(shù)據(jù)庫，同樣有擴(kuò)展性的問題。這個(gè)問題可以通過改用集群版數(shù)據(jù)庫來解決。最終雖然所有的問題得到了解決，但是耽誤了時(shí)間也產(chǎn)生了損失，他們在線人數(shù)也出現(xiàn)了比較大的下滑。

通過這個(gè)案例我們想說明的是，我們希望小游戲的架構(gòu)足夠輕，足夠小，但是重點(diǎn)問題也需要提前考慮，避免問題爆發(fā)的時(shí)候產(chǎn)生不必要的損失。

那么我們怎么樣來設(shè)計(jì)架構(gòu)，小游戲?qū)ξ覀兲岢鲞@個(gè)要求，接下來我會(huì)從兩個(gè)層面來進(jìn)行分析，首先是計(jì)算層面，再是存儲(chǔ)層面。

先看這么一個(gè)架構(gòu)，我們不妨稱之為無狀態(tài)化的分層架構(gòu)，簡單說就是按照節(jié)點(diǎn)的關(guān)系和按照架構(gòu)關(guān)系分別進(jìn)行銜接，然后下面這個(gè)節(jié)點(diǎn)靈活進(jìn)行伸縮。

這個(gè)架構(gòu)簡單使用應(yīng)對(duì)一般的休閑性游戲也是夠用的，我們看一下它在騰訊云上的追加時(shí)間是什么樣的。國際客戶端通過CLB擴(kuò)展平衡接入到后臺(tái)服務(wù)，我們經(jīng)過BGT高防對(duì)游戲進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)流量的時(shí)候，高防服務(wù)可以對(duì)流量進(jìn)行清洗然后回收到系統(tǒng)中。我們用不同的彈性制作主來承載不同的服務(wù)，通過內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行銜接以方便實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容。

這里用到一些騰訊云的產(chǎn)品我們做一些介紹，首先是CLB，騰訊的CLB單集群提供超過1.2億的最大連接數(shù)，輕松應(yīng)對(duì)億級(jí)訪問量，單集群可處理峰值40GB/S的流量，每秒處理包量可達(dá)600萬。

第二個(gè)就是我們的彈性伸縮服務(wù)AS，彈性伸縮服務(wù)我們可以在不同的時(shí)期對(duì)集群的節(jié)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行伸縮。我們的出發(fā)策略包括這么幾個(gè)，一個(gè)是定時(shí)策略、監(jiān)控告警策略、手動(dòng)擴(kuò)縮容策略。在騰訊云上，一千臺(tái)云主機(jī)的平均耗時(shí)是63秒，接入彈性伸縮服務(wù)以及流動(dòng)的基礎(chǔ)能力，我們可以很方便的對(duì)服務(wù)進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)的擴(kuò)縮容。

第三個(gè)就是我們的BGT高防服務(wù)，在必要的時(shí)候我們可以通過BGT高防對(duì)于游戲進(jìn)行保護(hù)，它的特點(diǎn)首先平臺(tái)擁有T級(jí)的防護(hù)帶寬，然后有精準(zhǔn)的算法，在提供防護(hù)的同時(shí)我們可以最大程度保障網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。

優(yōu)勢就是可靠性高，單節(jié)點(diǎn)鼓掌不影響整體可用性，以及好擴(kuò)展和收縮。局限性，無狀態(tài)化要求對(duì)存儲(chǔ)層補(bǔ)寫數(shù)據(jù)。對(duì)于這個(gè)問題我們往往把比較高的對(duì)象緩存到節(jié)點(diǎn)內(nèi)存中，這對(duì)LB就提出一些要求。因?yàn)閿U(kuò)展中需要知道發(fā)送給某個(gè)對(duì)象的發(fā)送到哪個(gè)節(jié)點(diǎn)，它是要建立對(duì)象到節(jié)點(diǎn)的流動(dòng)性關(guān)系，顯然通用的LB是沒有辦法做到這一點(diǎn)的。

另外一個(gè)問題在這個(gè)架構(gòu)中同時(shí)節(jié)點(diǎn)沒有辦法發(fā)送請求，但是對(duì)于游戲來說，我們很多時(shí)候希望同時(shí)的節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送請求。比如說我們向好友發(fā)送組隊(duì)邀請的時(shí)候，好友的對(duì)象和我的對(duì)象不在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么就需要將請求發(fā)送到好友的節(jié)點(diǎn)，然后再轉(zhuǎn)發(fā)到好友的客戶端。

但是對(duì)于無狀態(tài)化分層架構(gòu)來說往往就需要通過共享數(shù)據(jù)，存在實(shí)時(shí)性和性能損耗的問題。為了解決這兩個(gè)問題，我們看一下星型的架構(gòu)。

不同節(jié)點(diǎn)之間通過router進(jìn)行剖析，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間共融的儀器。比如說A節(jié)點(diǎn)中的Player1對(duì)象要向發(fā)送B節(jié)點(diǎn)中的Play2對(duì)象發(fā)送請求、邀請，可以將消息發(fā)送到router，router再轉(zhuǎn)發(fā)到大節(jié)點(diǎn)處理之后再發(fā)送到朋友客戶端。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，所有的節(jié)點(diǎn)都是對(duì)等的關(guān)系，中間的router可以實(shí)現(xiàn)互通，它是比較靈活。但是它有一個(gè)明顯的問題，router是一個(gè)單點(diǎn)，有容縮小和可擴(kuò)展性。建立（英）可以實(shí)現(xiàn)主備的自動(dòng)切換，主節(jié)點(diǎn)不行的時(shí)候可以切換到節(jié)點(diǎn)。他們之間的連接，我們可以把多結(jié)構(gòu)連接在一起實(shí)現(xiàn)架構(gòu)的擴(kuò)展。比如說Player1在（英）發(fā)送A節(jié)點(diǎn)，Player發(fā)到B節(jié)點(diǎn)。當(dāng)Player1向Player額2發(fā)送組隊(duì)邀請的時(shí)候，可以將消息先發(fā)送到router1，router1再轉(zhuǎn)發(fā)到router2，最終到達(dá)B節(jié)點(diǎn)。router能夠?qū)⑾l(fā)到對(duì)象，它就要保持全局的這樣一個(gè)裝。

我們看一下router做了哪些事情？收斂鏈接，簡化內(nèi)部通信管理，建立通用的對(duì)象陸游機(jī)制，簡化游戲開發(fā)。第三通過router我們也可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和廣播，router具有通用性，可以作為通用的游戲界面。

在擴(kuò)展性方面，我們可以在兩個(gè)層面進(jìn)行擴(kuò)展，比如說可以發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)不夠的時(shí)候可以進(jìn)行添加，分散相應(yīng)的router，然后加入到系統(tǒng)中來。當(dāng)一個(gè)達(dá)到極限的時(shí)候，我們可以通過副機(jī)來進(jìn)一步做擴(kuò)展，添加新的。假設(shè)我們有0和1，需要添加2的時(shí)候這個(gè)流程可以是這樣的。我們先對(duì)2進(jìn)行部署，當(dāng)2起來的時(shí)候，router1和router2可以發(fā)現(xiàn)新節(jié)點(diǎn)，并且建立到它的連接。連接之后router2會(huì)向router1或者router0并且將自己的信息同步給router1和router0，這樣就建立了。當(dāng)play2登錄到router2的時(shí)候，router2會(huì)將信息同步給router2和router0，這是架構(gòu)的擴(kuò)展過程。

這個(gè)圖是擴(kuò)展的信息結(jié)構(gòu)在騰訊云的實(shí)踐，像比較高的游戲，比如說坦克大戰(zhàn)游戲我們實(shí)行多點(diǎn)布局，比如說華南的玩家可以加入到華東，廣州的UPC和上海的UPC可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)連接。

下面我們看一下存儲(chǔ)層的設(shè)計(jì)，我們的目標(biāo)是建立一個(gè)大存儲(chǔ)層以滿足動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的問題。我們要滿足數(shù)據(jù)庫水平擴(kuò)展的問題，如果自己做的話有三種方法。第一種基于增量區(qū)間的分配，它的由點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，但是存在性能熱點(diǎn)的問題。因?yàn)橛肋h(yuǎn)都是訪問量最大，而老分片隨著流失出現(xiàn)性能限制的情況；第二種方法，根據(jù)ID的閃電池分散到不同的分片，沒有性能熱點(diǎn)的問題，但是加新的節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，往往對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單切，比較難以實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)擴(kuò)容。第三種方法就是將兩者結(jié)合，可以同時(shí)解決兩個(gè)問題，需要增加中間的數(shù)據(jù)路由。

為了簡化大存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)，我們可以用一些分布式數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，比如說騰訊云的DCDB，它的原理是通過增加中間的代理層，到多個(gè)物理感，像復(fù)雜性完全封裝在代理層。

這兩個(gè)圖是我們對(duì)DCDB做性能測試，第一個(gè)圖是單分片對(duì)比MYSQL的性能，隨著CPU的核和現(xiàn)存數(shù)的增加呈線性增長。DCDB支持新發(fā)現(xiàn)的擴(kuò)容和現(xiàn)有的擴(kuò)容。擴(kuò)容池系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行搬遷并且切換相應(yīng)的流量，可以做到對(duì)業(yè)務(wù)層進(jìn)行感知。我要做的只要在頁面中點(diǎn)擊幾下按鈕。

第二個(gè)產(chǎn)品是TCaplus，特點(diǎn)有三個(gè)支持Protobuf接口訪問，接口友好，適合游戲開發(fā)，第二個(gè)，將Cache與硬盤結(jié)合，第三村塾空間無上線，單表最大支持sotb。TCaplus目前在騰訊內(nèi)部得到最廣泛的應(yīng)用，數(shù)百款游戲都是以TCaplus作為主數(shù)據(jù)庫，其中包括王者榮耀、絕地求生等游戲。

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