ACE框架在网络游戏服务器中的设计与应用
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总结游戏方案框架引言游戏方案框架是指在游戏开发中,将游戏的各个模块和功能进行整合和规划的一种方法。
通过合理使用游戏方案框架,可以提高游戏的开发效率、降低维护成本,并且能够更好地满足游戏的需求。
本文将对游戏方案框架进行总结和分析,以提供游戏开发者在项目中使用的参考。
游戏方案框架的定义和作用游戏方案框架是一种将游戏的各个模块和功能进行组织、管理和调度的方法。
它可以规范游戏开发的流程,提供开发人员之间的协作和沟通,同时也使得游戏代码的维护更加便捷。
游戏方案框架的主要作用包括:1.游戏模块划分:根据游戏的需求和逻辑,将游戏划分为不同的模块,比如场景管理、角色控制、碰撞检测等。
这样可以使得游戏的代码更加清晰和易于理解。
2.模块间的通信:游戏中的各个模块之间需要进行信息的传递和交互,游戏方案框架可以提供统一的接口和机制来管理这些通信过程,避免模块之间的耦合。
3.功能组件的复用:游戏开发过程中,会有一些常用的功能组件,比如动画播放、音效管理等。
游戏方案框架可以提供这些组件的封装和复用,避免重复编写相似的代码。
4.项目的扩展和维护:游戏方案框架可以提供灵活的项目扩展能力,使得项目可以方便地进行功能的添加和修改。
同时,它也能够简化项目的维护工作,提高代码的可维护性。
常见的游戏方案框架ECS框架ECS(Entity-Component-System)是一种常见的游戏方案框架,它的核心思想是将游戏对象(entity)分解为多个不同的组件(component),然后通过系统(system)来处理这些组件。
ECS框架具有以下特点:•分离关注点:ECS框架将游戏对象的行为逻辑与其数据分离,使得代码更加清晰和易于维护。
•高度可扩展:通过添加和组合不同的组件和系统,可以方便地扩展游戏的功能。
•并行处理:ECS框架可以通过并行处理来提高游戏的性能,使得游戏能够处理更多的对象和事件。
MVC框架MVC(Model-View-Controller)是一种常用的软件设计模式,也可以应用在游戏开发中。
百万用户在线网络游戏服务器架构实现一、前言事实上100万游戏服务器,在面对大量用户访问、高并发请求方面,基本的解决方案集中在这样几个环节:使用高性能的服务器、高效率的编程语言、高性能的数据库、还有高性能的架构模型。
但是除了这几个方面,还没法根本解决面临的高负载和高并发问题。
当然用户不断地追求更高的机器性能,而升级单一的服务器系统,往往造成过高的投入和维护成本,性价比大大低于预期。
同时全天候的可用性的要求也不能满足要求,如果服务器出现故障则该项服务肯定会终止。
所以单独追求高性能的服务器不能满足要求,目前基本的解决方案是使用集群技术做负载均衡,可以把整体性能不高的服务器做成高可扩展性,高可用性,高性能的,满足目前的要求。
目前解决客户端和服务器进行底层通讯的交互的双向I/O模型的服务器的成熟方案。
1.windows下,比较成熟的技术是采用IOCP,完成端口的服务器模型。
2.Linux下,比较成熟的技术是采用Epoll服务器模型, Linux 2.6内核中提供的System Epoll为我们提供了一套完美的解决方案。
目前如上服务器模型是完全可以达到5K到20K的同时在线量的。
但5K这样的数值离百万这样的数值实在相差太大了,所以,百万人的同时在线是单台服务器肯定无法实现的。
而且目前几个比较成熟的开发框架,比如ICE,ACE等。
这样,当采用一种新的通信技术来实现通信底层时,框架本身就不用做任何修改了(或修改很少),而功能很容易实现,性能达到最优。
目前采用的ace框架个不错的选择方案,可以不受操作系统的影响,移植比较方便。
对于数据库选择可有许多成熟的方案,目前大多数选择的mysql Master/slave模式,以及oracle RAC方案。
基本可以满足目前的要求,但具体的瓶颈不是在数据库本身,应该还是硬件磁盘I/O的影响更大些。
建议使用盘阵。
这有其他成熟的方案,比如采用NAS解决分布数据存储。
其实最为关键的是服务器的架构和实现,数据流量的负载均衡,体系的安全性,关键影响度,共享数据的处理等等多个方面对100万用户的数据处理有影响,所以都要全面的考虑。
ACE学习笔记:ACE概览:ACE三层结构:OS适配层,C++包装层,框架组件层OS适配层是对OS底层API的初步封装,实现操作系统之间的可移植性;Note: 代表类ACE_OSC++包装层是ACE工具包最大的一个工具类,用于构建高度可移植性和类型安全的C++应用。
Note: 代表类ACE_SOCK_Dgram等框架组件类是ACE的高级开发模块,用于通讯软件的开发和设计阶段。
Note: 代表类ACE_Reactor等ACE实现目的:同步和并发:进程间通信:BSD sock分为三类:一类是管道pipe();第二类是系统IPC(信号,消息队列,共享内存);第三类是socket;管道:1.普通管道pipe, 通常有种限制,一是半双工,只能单向传输;二是只能在父子或者兄弟进程间使用. 2.流管道s_pipe: 去除了第一种限制,可以双向传输. 3)命名管道:name_pipe, 去除了第二种限制,可以在许多并不相关的进程之间进行通讯.系统IPC:Socket:UDP通信(ACE_SOCK_Dgram类),TCP通信(ACE_SOCK_Stream类),ACE多点传送,ACE广播通信ACE_SOCK_Acceptor被动接受连接类,相当于封装了流式套接字bind(), listen()和accept()方法;ACE_SOCK_Connector主动连接类,相当于封装了流式套接字的bind()和connect()方法。
ACE_SOCK_Dgram类,封装了数据包套接字方法,可以直接使用ACE_SOCK_Dgram::recv()和ACE_SOCK_Dgram::send()方法族并通过远端地址inet_addr_来进行数据传输。
内存管理组件:ACE的内存管理,由包装类中的freelist()来进行闲散内存块的管理,用户使用完用free()方法释放,但此时并不还给OS,用户调用remove()方法时,才还给OS。
ACE使用手册南京华苏科技股份有限公司2015.12.14文档信息目录一. 前言 (5)1.1使用步骤 (5)1.2系统说明 (5)二. 功能菜单入口说明 (6)三. 网络操作 (7)3.1网络菜单栏 (7)3.2建立网络 (8)3.2.1建立网络流程 (8)3.2.2建立GSM网络 (8)3.2.3建立LTE网络 (9)3.3保存网络 (11)3.4关闭网络 (11)3.5打开网络 (12)3.6网络另存 (12)3.7退出系统 (12)四. 导入数据 (13)4.1数据菜单栏 (13)4.2建立模型 (13)4.2.1建立GSM模型 (13)4.2.2建立LTE模型 (14)4.3导入切换数据 (15)五. 地图操作 (16)5.1工具菜单栏 (16)5.2上步缩放与下步缩放 (16)5.3加载区域 (16)5.4保存区域 (17)5.5鼠标指针 (18)5.6查找小区 (18)5.7小区套索 (19)5.8地图漫游 (19)5.9放大地图与缩小地图 (19)5.10显示全网 (19)5.11测量距离 (19)5.12显示图例 (20)5.13放大小区与缩小小区 (20)5.14取消圈选 (21)5.15选择全部 (21)5.16网络报告 (21)5.17地图比例 (22)六. 网络优化操作 (22)6.1网络优化菜单栏 (22)6.2参数核查 (22)6.2.1参数核查流程 (22)6.2.2优化步骤 (23)6.3LTE邻区优化 (25)6.3.1邻区优化流程 (25)6.3.2优化步骤 (25)七. 系统操作 (31)7.1系统菜单栏 (31)7.2图层显示 (32)7.3计算显示 (32)7.4系统属性 (32)八. 小区右键功能 (33)8.1查看小区切换 (33)8.2查看小区属性 (34)8.3查看小区级频点复用 (35)一.前言ACE是一款LTE网络优化软件,其功能包括:参数核查、PCI优化、RF优化、LTE弱覆盖分析和评估。
目录1引言......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1背景......................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2目的......................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3范围......................................................................................... 错误!未定义书签。
1.4引用文件................................................................................. 错误!未定义书签。
1.5术语和定义............................................................................. 错误!未定义书签。
2产品架构描述......................................................................................... 错误!未定义书签。
2.1IMS架构................................................................................. 错误!未定义书签。
术语表A访问控制项 (ACE)访问控制项(ACE) 标识访问控制列表中的特定用户或用户组,并指定用户或用户组的访问权限。
各个 ACE 可以明确地拒绝或授予权限。
访问控制列表 (ACL)访问控制列表(ACL) 是附加到可保护对象上的访问控制项(ACE) 顺序列表。
Windows 操作系统使用两种类型的ACL:一种是自由访问控制列表(DACL),用于指定用户或用户组的访问权限;一种是系统访问控制列表(SACL),用于确定特定的访问类型何时生成审核消息。
访问权限访问权限是访问令牌的属性,用于确定特定Windows 组或用户可以对受保护的对象执行的操作类型。
访问权限示例包括读取、写入、删除、执行等。
访问令牌访问令牌是附加到每个Windows 进程上的数据结构。
它保存进程的安全性上下文信息,这包括用户SID(标识登录会话所代表的用户)和授权属性(包括用户组SID 和权限)。
每个访问令牌只与一个登录会话关联,而登录会话可以包含多个访问令牌,每个令牌对应于登录会话中启动的一个进程,另外还可以在各个线程上附加额外的线程令牌。
帐户帐户是在安全数据库中保存各个用户安全属性的项。
安全数据库可以是 SAM 数据库或Active Directory。
帐户可以是域帐户或本地帐户。
Active DirectoryActive Directory 是 Windows 2000 操作系统使用的LDAP目录服务。
匿名身份验证匿名身份验证是一种 IIS 身份验证形式,其中 IIS 不对其客户端的标识进行验证。
匿名身份验证相当于不执行身份验证。
它通常与 表单身份验证(使用 HTML 表单捕获客户端凭据)一起使用。
应用程序服务器应用程序服务器是一种专用的服务器计算机,它与前端Web 服务器是分开的。
通常,应用程序服务器驻留Web 服务、远程组件和/或Enterprise Services 应用程序(包含大部分的应用程序业务逻辑)。
身份验证身份验证是对标识进行验证的过程。
基于Lua的网络游戏服务器架构设计与实现在当今数字化时代,网络游戏已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
随着互联网技术的不断发展和普及,网络游戏的规模和复杂度也在不断增加。
为了应对越来越庞大的用户群体和复杂的游戏内容,设计一个高效稳定的网络游戏服务器架构显得尤为重要。
本文将探讨基于Lua语言的网络游戏服务器架构设计与实现,希望能为相关领域的专业人士提供一些参考和启发。
Lua语言简介Lua是一种轻量级、高效、可嵌入的脚本语言,广泛应用于游戏开发领域。
它具有简洁的语法、动态类型和自动内存管理等特点,适合用于快速开发和灵活扩展。
在网络游戏服务器开发中,Lua语言可以作为服务器端脚本语言,用于实现游戏逻辑、处理网络消息等功能。
网络游戏服务器架构设计服务器端架构概述一个典型的网络游戏服务器由多个模块组成,包括网络通信模块、逻辑处理模块、数据存储模块等。
在设计服务器架构时,需要考虑到服务器的性能、可扩展性、容错性等方面的要求。
下面是一个基于Lua 的网络游戏服务器架构设计示意图:示例代码star:编程语言:+---------------------+| 网络通信模块 |+---------------------+| 逻辑处理模块 |+---------------------+| 数据存储模块 |+---------------------+示例代码endLua在服务器端的应用在网络游戏服务器中,Lua通常被用作服务器端脚本语言,负责实现游戏逻辑、处理客户端请求等功能。
通过Lua脚本,可以实现灵活的游戏内容更新、快速修复bug等操作,而无需停止服务器运行。
Lua与C++的结合虽然Lua具有很高的灵活性和表达能力,但在处理大量数据计算和高性能要求时可能存在一定局限性。
因此,在实际项目中,通常会将Lua与C++结合使用。
C++作为底层引擎语言,负责处理底层逻辑和性能敏感部分;而Lua则负责处理高层逻辑和业务逻辑部分。
<< ACE中文文档第1章ACE自适配通信环境:用于开发通信软件的面向对象网络编程工具包Douglas C. Schmidt摘要ACE自适配通信环境(Adaptive Communication Environment)是一种面向对象(OO)的工具包,它实现了通信软件的许多基本的设计模式。
ACE的目标用户是在UNIX和Win32平台上开发高性能通信服务和应用的开发者。
ACE简化了使用进程间通信、事件多路分离、显式动态链接和并发的OO网络应用和服务的开发。
通过在运行时将服务与应用动态链接进应用,并在一个或多个进程或线程中执行这些服务,ACE使系统的配臵和重配臵得以自动化。
本论文描述ACE的结构和功能,并使用来自像电信、企业级医学成像和WWW 服务这样的领域的例子阐释核心的ACE特性。
ACE可以自由使用,并正在被用于许多商业项目(比如爱立信、Bellcore、西门子、摩托罗拉、柯达,和McDonnell Douglas),以及许多学院和工业研究项目。
ACE已被移植到多种OS(操作系统)平台上,包括Win32和大多数的UNIX/POSIX实现。
此外,同时有C++和Java版本的ACE可用。
1.1 介绍1.1.1 问题:分布式软件危机对健壮的和高性能的分布式计算系统的需求一直在稳定地增长。
这些类型的系统的例子包括全球个人通信系统、网络管理平台,企业级医学成像系统、在线金融分析系统,以及实时航空控制系统。
对于以下方面来说,分布式计算是一种有前途的技术:通过连接性和相互配合促进协作;通过并行处理改善性能;通过复制改善可靠性和可用性;通过模块性改善可伸缩性和可移植性;通过动态配臵和重配臵改善可扩展性;以及通过资源共享和开发系统提高成本效用。
尽管分布式计算提供了许多潜在的好处,开发通信软件仍然是昂贵而易错的。
面向对象编程语言、组件和构架(Framework)是被广泛鼓吹的、用以降低软件成本并提高软件质量的技术。
ACE框架在网络游戏服务器中的设计与应用作者:陶道万旺根来源:《现代电子技术》2008年第08期摘要:由于操作系统及通信平台的多样性,通信软件开发者往往要面对诸多问题,而利用软件设计模式能够帮助开发者成功完成任务并开发出高性能的通信软件。
介绍ACE框架在通信领域中的面向对象的设计模式以及使用ACE框架构建通信系统软件所带来的优势,并提出了一种网络服务器架构以及基于模块设计服务器系统软件的思想。
最后结合具体应用,详细讲述如何利用ACE中的若干设计模式及组件框架进行网络服务器通信底层模块的设计和实现。
关键词:自适配通信环境;中间件;网络服务器系统;设计模式中图分类号:TP393文献标识码:B文章编号:1004-373X(2008)08-153-(School of Communication and Information Engineering,ShanghaiAbstract:Due to difference of hardware and diversity of communication system,developers of communication software have to face many problems.Those problems can be solved by using software design pattern and programmers are easier to develop highperformance communication software.This paper introduces the OO design pattern of ACE framework in communication and its advantage.It also puts forward an idea of networked server architecture and modularization design in software.At last this paper illustrates how we use the design pattern and the module of the ACE framework to design the basic communication module of our game networked game serverKeywords:adaptive communication environment;middleware;network server system;design随着计算机网络的发展,特别是因特网的出现,数字娱乐和网络游戏产业得到了蓬勃的发展,异军突起的网络游戏成为中国网络产业中的先锋。
而由于信息技术的进步,计算机、手机以及不同的传媒终端等不断涌现,如何将这些众多不同的终端通过互联网进行互联互动成为一大技术难点,而这些难点的突破取决于网络游戏服务器的开发。
目前在各种服务器通信软件的设计和开发中,已经广泛地使用到软件设计模式。
尤其在大型的服务器通信软件开发中常会采用模块化设计。
当一个庞大的服务器系统执行任务时,往往要通过其中不同的模块进行协作完成,在这种情况下各机间的数据通信会变得异常繁琐和复杂。
另外不同操作系统通信机制的不同也会影响通信软件的开发和效率,网络编程人员通常从底层进行开发,这大大增加了软件开发的难度和周期。
针对以上存在的问题,ACE自适应通信构架给出了良好的解决方案,ACE 能够跨越多种操作系统平台,可进行通用的网络编程任务,并结合软件设计模式[1],避免了通信软件根据不同环境需要重新开发的弱点,减少了软件开发的周期和资金,简化和强化了系统的设计实现。
1 ACE框架ACE自适应通信环境(ADAPTIVE Communication Environment)[2]是可以自由使用、开放源码的面向对象(OO)框架(Framework),在其中实现了许多用于并发通信软件的核心模式。
ACE提供了一组丰富的可复用(包装外观)和框架组件,可跨越多种平台完成通用的通信软件任务,其中包括:事件多路分离和事件处理器分派、信号处理、服务初始化、进程间通信、共享内存管理、消息路由、分布式服务动态(重)配置、并发执行和同步等。
ACE体系结构[3]包括3个基本层次:操作系统适配层、包装层、框架组件层。
操作系统适配层直接驻留在用C写成的本地OS API之上,将ACE中的其他层与OS API 相关联的平台专有特性屏蔽开来。
由于ACE操作适配层所提供的抽象,极大地增强了ACE的可移植性和可维护性。
包装层通过提供类型安全的接口简化通信应用程序的开发,各种应用可以有选择地继承、聚合或实例化其中的组件来使用这些包装。
ACE还包括一个高级的网络编程框架,集成并增强较低层次的包装层,该框架支持并发分布式服务动态配置。
大多数的网络化应用可以通过ACE这样的可移植中间件进行开发,因为ACE封装并加强了本地操作系统机制,通过其组件可以移除底层操作系统API的繁琐和易错性创建可重用的网络程序。
2 网络游戏服务器系统框架的设计在设计网络服务器的过程中,如何保证服务器的安全和最大限度地支持更多的客户端连接是摆在开发者面前一个重要的问题。
为了解决这2大问题,根据经验,在开发游戏服务器的过程中,采用如下的服务器架构可有效解决上述2个问题。
2.1 支持Gate的游戏服务器架构在该架构下,Client和Gate Server相连,而不是直接和Game Server相连。
Gate Server主要负责转发客户端和Game Server之间的数据包,Game Server负责处理游戏的所有逻辑。
如图1所示。
图1 支持Gate的服务器系统架构采用该架构,有如下几个优点:客户端通过Gate Server和游戏服务器Game Server相连,Game Server IP对外不可见,这样Game Server更安全、更不易受攻击。
一个Game Server同样也可以对应若干个Gate Server,当某个Gate Server受攻击或停机后,其他的Gate Server仍然照常运行,和其他Gate Server相连的客户端仍然可正常进行游戏;可支持更多的客户端连接。
Gate Server把众多的客户端连接分散到多个Game Server中去,而不是独自来承担,从而可支持更多的客户端连接;Gate Server可分担一部分安全管理工作,减轻Game Server的压力。
例如若某个客户端在一段时间内不发数据包,则把该客户端踢下线的工作可由Gate Server 来完成。
2.2 软件功能模块划分在设计服务器框架时,有一个基本原则,即框架和通信底层的具体实现需要分离,通信底层的具体实现不影响框架代码的修改。
因为通信底层的具体实现有很多方式,不同操作系统平台的具体实现差别也很大。
例如仅在Windows平台下就有基于Windows消息机制的、基于事件机制的、也有基于完成端口I/O模型的实现等。
采用框架与通信底层相分离的原则,也有利于利用一些成熟的开发框架,比如使用的ACE框架。
这样,当采用一种新的通信技术实现通信底层时,则可以不改变服务器框架,而只需要修改通信底层。
在设计服务器时按照服务器框架与通信底层相分离的原则,将服务器框架设计为多个模块。
并生成相应的动态链接库以供调用。
软件模块框架如图2所示。
图2 软件模块框架在软件模块划分中,通信底层由线程模块和通信模块组成,上层则由同步、联机管理和兴趣区管理等模块组成。
其中同步模块是基于保守/乐观的同步算法构建的服务器同步子系统,客户端方面则可以使用航位推测法减少服务器的发包频率。
兴趣区管理模块用于相关性信息过滤,通过订购玩家感兴趣的范围,可以有效减低网络带宽消耗和服务器负载。
联机管理模块主要负责数据封包中的通信协议以及数据报的压缩和加密,在数据包中采用加密以增加服务器系统的安全性能,采用压缩以减少网络带宽消耗。
3 服务器系统通信底层的实现3.1 线程模块的实现在设计线程模块中使用ACE框架中的ACE _Task类和ACE _Message _Queue来实现主动对象模式[5],用于处理主动对象,实现多线程处理。
传统的对象是被动的代码段,对象中的代码是在对他发出方法调用的线程中执行的,当方法被调用时,调用线程将阻塞,直至调用结束。
而主动对象却不一样。
这些对象具有自己的命令执行线程,主动对象的方法将在自己的执行线程中执行,不会阻塞调用方法。
由于主动对象的方法调用不会阻塞,这样就提高了系统响应速度。
设计中主动对象继承ACE _Task,应用open进行初始化,并派生线程去循环判断方法队列中是否有方法对象,若队列不为空则将方法出队并执行。
如图3所示。
在创建任务和主动对象时,从ACE _Task类派生子类,在子类派生之后,采取以下步骤:(1) 实现服务初始化和终止方法:open()方法应该包含所有专属于任务的初始化代码;close()方法则包含相应的终止方法。
(2) 调用启用(Activation)方法:在主动对象实例化后,必须通过调用activate()启用他。
在主动对象中创建的线程的数目,以及其他一些参数,需传递给activate()方法,activate()方法会使svc()方法成为所有他生成的线程的启动点。
(3) 实现服务专有的处理方法:在主动对象被启用后,各个新线程在svc()方法中启动。
图3 任务结构示意图并发策略实现的程序流程如图4所示:图4 线程模块执行流程图3.2 通信模块的实现3.2.1 反应器ACE Reactor和前摄器ACE Reactor(反应器)和Proactor(前摄器)是可扩展的面向对象多路分离器[4],他们分派应用专有的处理器,以响应多种类型的基于I/O、定时器、信号和同步的事件。
ACE _Reactor反应器应用于同步I/O操作,实现了事件的多路分离与分派,能够处理多个来源的I/O。
使用反应器框架,需要执行3个步骤:从ACE_Event_Handler派生一个和多个事件处理器类,并定义相应的事件处理行为;向ACE _Reactor类登记应用的事件处理对象;运行ACE _Reactor事件循环,事件发生时回调事件处理器中的事件处理函数。
ACE_Proactor应用于异步I/O操作,他与反应器不同的是首先等待事件的完成,然后回调完成后的事件处理。
当初始化I/O读写后把读写交给系统完成,等待事件完成后前摄器会将执行I/O结果返回给对象,并且回调完成后的事件处理。
前摄式模型允许单个应用线程同时发起多个请求。
这一设计允许单线程化应用并发的执行多个I/O操作,并且不会带来与传统的多线程化机制相关联的开销或设计复杂性。