Vimer的程序世界

发现想抽时间写博客实在是太难了，不过我觉得今天这一篇还是很值得写一下的。

熟悉我的同学应该都知道，我之前做了一款《矩阵危机》的产品，使用的是帧同步的技术。

简单画一下V1架构图：

• Gateway

  网关服务器。

  负责客户端连接的接入，使用协议TCP。

  使用C++编写。

• KcpProxy

  Kcp协议的代理服务器。

  客户端默认使用Kcp连接服务器，如果失败会自动回退到Tcp。

  使用C++编写。

• RoomServer

  房间服务器。运行战斗逻辑，每个房间同时仅能运行一场战斗，帧率为15帧/秒。

  房间服务器与Gateway间通过Tcp连接，每个房间建立一个一条独立的连接。

  使用Python编写。

整个架构还是比较清晰的，但是里面有个极大的问题：性能

因为python的性能实在是太差了，对于RoomServer每秒15帧这种cpu密集型的业务场景完全不适合。

至于python的性能有多差，我当时做过一个简单的测试，同样的业务代码，c++是python性能的10倍左右。

可能直接说这个数字大家也没什么感觉，但是要知道换算成服务器的话，那就是10倍的服务器量，10倍的成本。

所以这也是要做架构升级的原因。

而升级的方案也有多种，其中一个方案如下：

其核心逻辑是将CPU密集的RoomServer放到Gateway中去，而额外多出来一组RoomController负责对Gateway和Room进行控制。

RoomController可以继续使用python实现。

这样的方案虽然解决了性能问题，但是却导致gateway的功能过于耦合，不是好的设计方案。

还有一个方案就是将RoomServer直接使用C++重写，每个Room开一个线程。

这样确实能解决性能方面的问题，但是也有自己的缺点：

1. C++的开发维护成本太高
2. 每个Room开一个线程的设计并不好，线程切换的代价太高

那么既然已经想到替换语言这一步了，有没有别的语言可以选择呢？

找来找去，我发现了有一门语言天生就是来干这件事情的：Go

先说下Go语言本身的优点：

1. 原生支持协程

   这可是非原生协程打patch模拟出来的效果所比不了的。Python的gevent每次在用的时候都有种心虚的感觉，更不用说有些库还和gevent不兼容（如mysqlclient）。

   Python3引入的async/await等关键字也是各种限制，生怕用到不支持异步操作的库。

   而Go则完全不用担心，其协程支持是语言级的，其所有的标准库/第三方库都是可以放心使用的。

   另外协程的数量也是基本不用担心数量的问题，几万的量级完全不在话下。

2. 协程支持多核

   这个特性简直太棒了。之前因为Python多线程无法利用多核的问题，很简单的代码都要分成多进程的模型。

   而Go直接将多核利用抽象在了底层，对上层看到的都只是协程。

   当然，如果习惯了gevent的话，用Go的协程一定要小心，即使一个变量的访问没有涉及到IO访问，在并发访问时也是要加锁的。

3. 编译型语言

   Go的编译速度极快无比，让你有时候甚至怀疑他是不是执行了编译。

   而且Go支持交叉编译，即你可以在Windows上编译出Linux的可执行文件。

   所以Go是可以跨平台的，并且是直接编译成了对应平台的字节码，没有用到虚拟机。这也大幅增加了程序反编译的难度，如果你想对外提供二进制程序的话，会更加安全。

   当然，这些也是有些代价的：

   1. 编译出来的可执行文件偏大
   2. 在代码中不能使用Cgo

   而与Python对比的话，到底是编译型语言还是脚本更加适合业务编码呢？

   这个地方可能见仁见智吧。

   自己年轻的时候特别喜欢Python语言，感觉写起来很随意，没有那么多约束。很像年轻的自己，没有那么多顾忌。

   而到了现在这个年纪，却逐渐怀念起编译型语言的好来，那种编译通过就很少有错误的感觉还是更有安全感一些。

4. 自动GC

   可以像Python一样简单的编写代码，又不用特别考虑每一次内存释放的感觉实在是太棒了。

5. 运行效率极高

   Python就不用比了，即使与C++相比，也是毫不逊色。

   而且如果C++代码写的不好的话，可能效率还不如用Go写的。

6. 大量的性能调优工具

   毕竟Go诞生的初心就是为了解决服务器端高并发问题，所以Google给配备了完善的性能调优工具，这个绝对是超级利器。

7. 易于团队维护

   Go对很多规范做了约束，比如 { 必须在上一行末尾，要用tab缩进等等，甚至还单独提供了GoFmt来自动。

   我一开始也不是很习惯，毕竟C入行这么多年，对于类型后置这种写法还是不太习惯，但是后来学会偏见，你会发现Go的这些做法都是有原因的。

   比如类型后置var foo *int可以直接避免掉 int* foo 还是 int *foo的争论，哈哈。

   而且其实Python/Typescript中引入的类型声明类型都是后置的，只是分割符是用的 : 而已。

   一旦过了磨合期之后，你就会发现Go的代码写起来越来越顺畅，基本不会比Python慢多少。

   而于此同时，团队所有人写的代码风格都是一样的，很难出现C/C++时代风格迥异的代码了。

最近已经逐渐在把所有的Python技术架构都通过Go来实现了。

得益于Go的高度抽象能力，代码实现的速度比想象得快的多，只是要注意改变之前的编码思路：

不要通过共享内存来通信，而应该通过通信来共享内存

这个其实是个很重要的概念，说起来可能很简单，但是实际开发的时候就会发现还是蛮多要注意的地方的，具体这里就不说了，大家可以自己写一些代码试试。

回到我们的帧同步服务器上。

最终我们使用Go实现了RoomServer，也即我们的V2架构，架构图如下：

基本的架构与V1一样，只是RoomServer使用Go来实现了。

Go在这里与RoomServer实在是太契合了，我们将每个Room的帧循环运行在单独的协程上，这样即使同时启动几千个房间也没有任何问题。

而新引入的RoomBackend则是为了将一些业务逻辑与房间服务器解耦，比如游戏的结算等等。
RoomBackend对性能要求比较低，而且为了减少开发量，就还是复用了之前的Python代码。 RoomServer与RoomBackend之间的通信是标准的request/response模式，我用的是TCP+自定义协议的模式，其实后来发现用Grpc可能也不错。

整个就是这样了，睡觉。。