一份游戏系统设计初稿文档[原创]

huaronghu

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游戏 Socket MySQL 中间件 Linux

1、系统架构特点
     1)、系统的数据库是分布式存储设计的，支持海量级数据存储；
    2)、引入Session Server和Cache实现，从而来避免频繁数据库访问对系统造成性能瓶颈；
    3)、系统是多线程的、异步的
     4)、系统是可被实时监控的，可以实时隔离
     5)、系统是安全的，用户在登录系统后，系统会生成一个随机的、不可伪做的加密串，
　　    后面操作需要获取用户的信息只有通过些加密串来获取；
     6)、系统的扩展是非常灵活的，所有业务功能均可作为组件方式以Webservice标准接口发布出去，
　　   类似 SOA 的作法。

2、　　分布式存储设计
2.1 索引数据库表设计
2.1.1、首先建立有规则的，可分段管理的ID段

2.1.2、xxx ，因为涉及到商业秘密，所有先去掉了

　　　2.2　数据库分布式存储设计
         数据库是基于分布式存储设计的，可以支持海量级数据存储；
         数据库是通过“用户号码段”的定义，对用户的数据进行分散存储；


          而号码段表的数据如下：
          id_range                mysql instance
            1000~5555555段        192.168.1.5
            5555556~10000000段    192.168.1.6

      2.3 Session Server 分布式存储设计
          以分区做法存储 Session 的数据，用户在进入游戏之前，先选择一个区再进入。
          这样用户的所有数据就存在选择的Session Server上。
          每个Sesson Server有用户数量要求，当达到一定的用户数量，将拒绝其他用户进入。

3、安全性
      3.1：存储加密
           用户在登录系统后，系统会生成一个随机的、不可伪做的加密串，即生成一个在线用户及此用户对应的Key(加密串)，
　　其他操作通过此Key来获取用户的信息，包括各人物及人物属性；
　
　　　　　加密串的生成规则如下：
由ID+客户端ip+随机码+当前时间（毫秒）组成，然后通过由Md5加密生成。

          这个加密串只会给一个用户一次登录使用，过期将不再有效。

      3.2：防止恶意攻击
      用户登录成功游戏之后，所有操作都会异步记录到主库的日志表中，已记录用户每天做了什么操作。
      这份数据是每天一份，同样也是分布式存储的（具体实现详见高效性章节）。

      防止恶意攻击也是利用这份数据进行统计的，每台Http server的Linux有一定时程序，会定时读取这份数据，
      如果发现某号码符合恶意攻击规则，则会将此号码写入到黑名单中，并拒绝操作；

      即便被攻破，系统对于关键操作也要留下操作日志到日志文件中，如log4j日志文件，以便事后诸葛；

4、高效性
     4.1　Cache及Session Server的设计
          4.1.1：Cache
             对于xxx等不会经常变化的实体信息，可放入Cache中（如OSCache），减少对主数据库的访问；

          4.1.2：Session Server
             对于xxxxx等实时性要求较高的值，可放入到 Session Server中，每次需要读取或更新
             值都到Session Server中读取，减少对主数据库的频繁访问。

             一个xx第一次登录，会从主数据库中读取它的所有属性出来放到Session Server中，此后只要此xx在线，所有
             xx属性的值变更都是与Session Server交互操作，而系统会定时从Session Server取得数据与主数据进行同步。

             Session Server使用 Mysql Memory（Engine）来实现；同时 Session Server是集群式，有N台Cluster节点进行数据复制备份，保证Session Server的稳健性；


     4.2 异步处理、队列设计、Socket长连接
     　　 4.2.1 开发思路介绍
               系统使用 wap表现层+中间件，中间件实现所有业务逻辑，是用异步IO Socket实现的，可以减少线程的创建和discard所带来的性能消耗，在同步Socket中，一般做法是创建一定数量的线程组成线程池，如果数量过多，性能是比较低的，因为当Linux OS在处理超过1000线程时，各线程换页的性能是很低下的。使用异步 IO Socket（即Java NIO）的好处是性能高，由中间件统一管理Session、Cache和Database;

               Http server只处理显示页面逻辑部分，而业务逻辑部分是在中间件实现的。Http Server与中间件通过TCp Socket进行通信。


          4.2.2 异步处理
             对于用户每次操作都需要记录日志的功能，可以使用异步处理的方式来处理，Socket客户端把请求异步
             发送给Socket服务器端，无需等待结果返回，提高性能

          4.2.3 Socket长连接
             对于游戏用户，常用的场景是用户长时间停留在系统操作，故客户端应该Keep Socket连接不关闭，减少经常
             创建Socket所带来的性能消耗;

          4.2.4 队列设计
             对于用户的请求，如果中间件处理不过来，会使用一定数量的队列来存放它，当中间件空闲时，会读取队列进行处理，
             提高系统吞吐量；

5、健壮性
        5.1 数据库集群和备份
            对于基于Memory存储的数据库，可以使用数据库的Cluster机制进行数据实时同步和备份，不会造成单点危险。
            对于基于disk存储的数据库，可以使用数据库的Cluster机制或采用C-JDBC中间件进行数据实时同步和备份。

        5.2 中间件冗余设计
            可以在同一服务器上使用不同端口启动同一中间件，从而实现功能冗余

        5.3 Http Server集群
            利用移动DNS功能，搭建N个Http Server来提高应用的吞吐量和性能


6、扩展性（SOA）
        6.1 组件抽象化：
           6.1.1 抽象化组件及定义好接口，所以实现基于接口来开发；组件以接口的方式提供，而实现类是可以随意切换的，这部分使用Ioc容器实现；

            6.1.2 接口需足够灵活，足够抽象，应包揽系统所有功能，并供外部本地JVM调用或远程调用；

        6.2 业务功能可重用：
            使用远程调用方式，如使用web service或其他远程调用方式，如基于二进制数据传输的hessian或基于xml的burlap。

7、自适应性

       7.1 模块可测试
           应用程序是基于 JDK5.0上开发的，利用JDK5.0自带的JMX功能，可以实时监控到应用程序的运行情况。

       7.2 模块自检
          对于关键功能和应用，如果发现故障，系统会自动报故障，以email或手机方式发送给维护人员。

8、独立性
       利用 JMX 可以实时、快速且不影响运行的情况下，隔离有问题的接入系统

9、    系统基础平台选型
      OS: Redhat Enterprise Linux 4
      JDK: Jdk 5.0
      Mysql: mysql 5
      Servlet Server: tomcat 5
      Web Server: Apache 2.0
      Database Backup middelware: Mysql Cluster、C-JDBC（备选）

10、　　系统软件架构选型
      View：Wap1.0/Wap 2.0 + FreeMarker
      MVC: Webwork 2.16
      IOC/AOP：Spring 2.0
      ORM：IBatis、Hibernate（备选）
      Java NIO：Cindy