游戏服务器架构与优化

第一部分 网络和服务器 2

第1章 Python网络编程模块 2

1.1 Python Socket 3

1.1.1 Socket套接字 3

1.1.2 SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 4

1.1.3 阻塞和非阻塞模式 5

1.2 服务器端其他Socket方法 7

1.2.1 bind和listen 7

1.2.2 setsockopt 8

1.3 客户端Socket 10

1.4 通用的Socket方法 12

1.4.1 recv和send 12

1.4.2 recvfrom和sendto 13

1.5 SimpleHTTPServer和BaseHTTPServer 14

1.5.1 SimpleHTTPServer 15

1.5.2 BaseHTTPServer 15

1.6 urllib和urllib2 17

1.6.1 urllib.urlopen和urllib2.urlopen 18

1.6.2 urllib2中的GET和POST方法 19

1.7 事件驱动框架Twisted 20

1.7.1 Reactor模式 21

1.7.2 run、stop和callLater 23

1.7.3 Transports、Protocols、Protocol Factoies以及Deferred 24

第2章 通信加密 26

2.1 软件、通信加密的几种常用方案 27

2.1.1 异或位运算加密 27

2.1.2 其他对称加密 29

2.1.3 非对称加密 30

2.2 OpenSSL 33

2.2.1 生成证书 35

2.2.2 公钥和私钥的配置 40

2.3 SSL/TLS通信 43

2.3.1 SSL/TLS连接 45

2.3.2 SSL/TLS HTTPS通信 46

2.4 其他加密方式 49

2.4.1 散列算法 49

2.4.2 BASE64 52

2.4.3 多国语言 53

第3章 服务器实作 55

3.1 构建Python Websocket服务器 55

3.1.1 Websocket的应用场景 57

3.1.2 实作Websocket握手协议 59

3.1.3 MAGIC_STRING在Websocket中的作用 60

3.1.4 Websocket启动 62

3.1.5 Websocket消息拆分和读取 63

3.2 多线程服务器 64

3.2.1 Python的多线程模式 65

3.2.2 锁 68

3.2.3 Python GIL 70

3.2.4 multiprocess的解决思路 72

3.2.5 给Websocket加上多线程 73

3.3 线程池 75

3.3.1 默认线程池和进程池 75

3.3.2 协程 76

3.3.3 第三方库 78

3.3.4 gevent的数据结构 85

第二部分 存储与数据库 94

第4章 基础内容存储 94

4.1 数据库存储的种类 95

4.2 SQL与NoSQL 96

4.2.1 SQL 96

4.2.2 SQL语句语法 97

4.2.3 NoSQL 101

4.2.4 NoSQL语句语法 106

4.3 内存与IO读写速度 108

4.4 同步内存数据 109

4.4.1 Redis数据库的持久性 111

4.4.2 Redis主从数据库复制 112

4.5 数据备份和恢复 113

4.5.1 备份的类型 114

4.5.2 使用Python编写备份代码 115

4.6 不可或缺的SQLite 117

第5章 存储方案 121

5.1 高并发服务器的存储方案 121

5.1.1 网站高并发服务器的策略 122

5.1.2 数据库的锁 125

5.2 高速缓存 127

5.2.1 Memcached 127

5.2.2 大文件缓存 129

5.2.3 分布式和集群 130

5.3 二进制存储方案 132

5.3.1 磁盘IO和缓存 133

5.3.2 图片和影音文件 134

5.4 大规模计算 135

5.4.1 图片服务器的架构 136

5.4.2 读取和写入文本 137

5.4.3 文本搜索方案 138

5.5 区块链技术 139

第三部分 服务器架构及其方案 144

第6章 游戏服务器初探 144

6.1 服务器消息和轮询 144

6.1.1 卡牌游戏和弱连接 145

6.1.2 消息的轮询 147

6.2 游戏服务器架构演变 149

6.2.1 “上古时代”的游戏服务器 149

6.2.2 近代的网络游戏服务器 153

6.2.3 近现代经典游戏服务器模型 155

6.3 地图的无缝连接 157

6.3.1 无缝连接的分析 158

6.3.2 无缝地图更深层次的问题 160

第7章 游戏服务器的交互 165

7.1 无状态和有状态的服务器设计方案 165

7.1.1 无状态的服务器设计方案 166

7.1.2 有状态的服务器设计方案 167

7.2 轮询 169

7.3 集群方案 171

7.3.1 集群的几种方式 171

7.3.2 集群的方案 172

7.3.3 数据库方案 173

7.3.4 Web服务和数据库 174

7.3.5 其他方案 176

7.4 定时任务 178

第8章 游戏大厅 181

8.1 大厅登录流程 181

8.1.1 登录和选择游戏区 182

8.1.2 注册和登录 183

8.2 中间件 185

8.2.1 中间件的相关概念 186

8.2.2 ElasticSearch 191

8.2.3 在Python中使用ES 193

8.3 聊天服务 195

8.3.1 聊天服务器的搭建 195

8.3.2 聊天内容的获取和分发 196

8.4 大厅与游戏的对接 198

8.4.1 创建房间 198

8.4.2 与游戏的对接 199

第9章 实时交互服务器 202

9.1 长连接和强交互 202

9.1.1 TCP连接 203

9.1.2 多线程 205

9.1.3 异步控制 206

9.1.4 加入队列 207

9.2 使用UDP的方案 210

9.2.1 什么是UDP协议 210

9.2.2 TCP协议和UDP协议的区别 212

9.2.3 使用Python编写UDP服务 214

9.2.4 加入多线程 216

9.3 协议包的设计和实现 218

9.3.1 协议包头和包身 219

9.3.2 协议包完整性 221

9.3.3 协议的加密和压缩 222

9.3.4 协议包混淆 223

9.4 断线重连 224

第10章 天梯和经济系统 227

10.1 什么是天梯 227

10.1.1 天梯的框架 229

10.1.2 数据载入 230

10.2 天梯层级 231

10.3 经济系统 234

10.3.1 经济系统简介 234

10.3.2 经济系统的设计 235

10.3.3 通货膨胀 236

10.4 预留接口和热更新 238

10.4.1 如何预留接口 238

10.4.2 代码热更新 241

第11章 服务器承载量和客户端优化方案 243

11.1 心跳服务 243

11.1.1 应用层的心跳服务 245

11.1.2 心跳包协议 246

11.2 同步校验 247

11.2.1 服务器数据包同步 248

11.2.2 游戏世界的同步 248

11.3 服务器承载 251

11.3.1 Python的多线程并发 251

11.3.2 混合C/C++之一 253

11.3.3 混合C/C++之二 257

11.4 守护者进程 266

11.4.1 Windows下的守护者进程 266

11.4.2 监控和重启进程 268

11.5 客户端优化方案 270

11.5.1 优化解决方案 270

11.5.2 游戏引擎 271

第12章 分布式服务器 273

12.1 什么是分布式系统 273

12.1.1 分布式文件系统 275

12.1.2 分布式服务 277

12.1.3 Python实现 278

12.2 流式处理 280

12.2.1 Storm 280

12.2.2 Spark 284

12.2.3 Samza 288

12.2.4 Flink 290

12.2.5 Trident 293

12.3 Python分布式框架 294

附录A 不同语言之间的区别 297