百万在线:大型游戏服务端开发电子书

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前言

第一部分 学以致用

第1章 从角色走路说起

1.1 每走一步都有事情发生

1.1.1 走路的五个步骤

1.1.2 服务端视角的游戏流程

1.2 从网络编程着手

1.2.1 用打电话做比喻

1.2.2 最少要掌握的三个概念

1.2.3 搭一个简单的服务器

1.2.4 让角色走起来

1.3 能够承载多少玩家

1.3.1 单线事件模型

1.3.2 承载量估算

1.4 用分布式扩能

1.4.1 多个程序协同工作

1.4.2 三个层次的交互

1.4.3 搭个简单的分布式服务端

1.4.4 一致性问题

1.5 回头看操作系统

1.5.1 多进程为什么能提升性能

1.5.2 阻塞为什么不占CPU

1.5.3 线程会占用多少资源

1.6 一张地图的极限

1.6.1 难以分割的业务

1.6.2 在延迟和容量间权衡

1.7 万物皆Actor

1.7.1 灵感来自Erlang

1.7.2 对世界的抽象

1.7.3 为何适用

第2章 Skynet入门精要

2.1 下载、编译、运行

2.1.1 下载和编译

2.1.2 运行范例

2.2 理解Skynet

2.2.1 节点和服务

2.2.2 配置文件

2.2.3 目录结构

2.2.4 启动流程

2.3 第一个程序PingPong

2.3.1 功能需求

2.3.2 学习服务模块

2.3.3 代码实现

2.3.4 运行结果

2.4 写Echo，练习网络编程

2.4.1 功能需求

2.4.2 学习网络模块

2.4.3 代码实现

2.4.4 运行结果

2.5 做聊天室，学习多人交互

2.5.1 功能需求

2.5.2 代码实现

2.6 做留言板，使用数据库

2.6.1 功能需求

2.6.2 学习数据库模块

2.6.3 准备数据库

2.6.4 代码实现

2.6.5 运行结果

2.7 监控服务状态

2.7.1 启用调试控制台

2.7.2 监控指令

2.8 使用节点集群建立分布式系统

2.8.1 功能需求

2.8.2 学习集群模块

2.8.3 节点配置

2.8.4 代码实现

2.8.5 运行结果

2.8.6 使用代理

2.9 使用Skynet的注意事项

2.9.1 协程的作用

2.9.2 扣除金币的Bug

第3章 案例：《球球大作战》

3.1 功能需求

3.2 方案设计

3.2.1 拓扑结构

3.2.2 各服务功能

3.2.3 消息流程

3.2.4 设计要点

3.3 搭架子：目录结构和配置

3.3.1 目录结构

3.3.2 配置文件

3.3.3 第1版主服务

3.3.4 启动脚本

3.3.5 服务配置

3.4 磨刀工：封装易用的API

3.4.1 定义属性

3.4.2 启动逻辑

3.4.3 消息分发

3.4.4 辅助方法

3.4.5 编写空服务

3.5 分布式登录流程

3.5.1 完整的登录流程

3.5.2 掉线登出流程

3.5.3 协议格式

3.6 代码实现：gateway

3.6.1 连接类和玩家类

3.6.2 接收客户端连接

3.6.3 处理客户端协议

3.6.4 编码和解码

3.6.5 消息分发

3.6.6 发送消息接口

3.6.7 确认登录接口

3.6.8 登出流程

3.7 代码实现：login

3.7.1 登录协议

3.7.2 客户端消息分发

3.7.3 登录流程处理

3.8 代码实现：agentmgr

3.8.1 玩家类

3.8.2 请求登录接口

3.8.3 请求登出接口

3.9 代码实现：nodemgr

3.10 代码实现：agent（单机版）

3.10.1 消息分发

3.10.2 数据加载

3.10.3 保存和退出

3.10.4 单机测试

3.11 测试登录流程

3.11.1 第2版主服务

3.11.2 单节点测试

3.11.3 跨节点测试

3.12 战斗流程梳理

3.12.1 战斗流程

3.12.2 协议

3.13 代码实现：场景服务

3.13.1 Ball类

3.13.2 Food类

3.13.3 进入战斗

3.13.4 退出战斗

3.13.5 操作移动

3.13.6 主循环

3.13.7 移动逻辑

3.13.8 生成食物

3.13.9 吞下食物

3.13.10 第3版主服务

3.14 代码实现：agent（跨服务器版）

3.14.1 多个模块

3.14.2 进入战斗

3.14.3 退出战斗

3.14.4 最后的辅助方法

3.14.5 运行结果

3.15 改进

第4章 Skynet进阶技法

4.1 用“长度信息”解TCP包

4.1.1 长度信息法

4.1.2 使用netpack模块解析网络包

4.1.3 测试小案例

4.1.4 阻塞方法的时序

4.2 用Json序列化协议

4.2.1 安装lua-cjson模块

4.2.2 使用lua-cjson模块

4.2.3 设计完整协议格式

4.2.4 编码Json协议

4.2.5 解码Json协议

4.2.6 测试

4.3 用Protobuf高效传输

4.3.1 什么是Protobuf

4.3.2 安装Protobuf和pbc

4.3.3 编译proto文件

4.3.4 编码和解码

4.4 如何设计游戏数据库

4.4.1 传统设计方法

4.4.2 传统的数据库难以应对版本更新

4.4.3 Key-Value表结构

4.4.4 用Protobuf描述玩家数据

4.4.5 创建角色

4.4.6 读取角色数据

4.4.7 应对游戏版本更新

4.4.8 拆分数据表

4.5 如何关闭服务器

4.5.1 管理控制台

4.5.2 关闭服务器的流程

4.5.3 阻止新玩家连入

4.5.4 缓缓踢下线

4.5.5 测试关闭服务器的功能

4.6 怎样做定时系统

4.6.1 每天第一次登录

4.6.2 定时唤醒

4.7 断线重连

4.7.1 原理解析

4.7.2 身份标识

4.7.3 消息缓存

4.7.4 处理重连请求

4.7.5 断线处理

4.7.6 测试

第二部分 入木三分

第5章 你好，C++并发世界

5.1 从HelloWorld开始

5.1.1 HelloWorld

5.1.2 用CMake构建工程

5.1.3 “学猫叫”小例子

5.1.4 各文件的依赖关系

5.1.5 模仿Skynet写底层

5.2 多核多线程

5.2.1 操作系统调度原理

5.2.2 创建线程对象

5.2.3 模仿Skynet开启线程

5.2.4 等待线程退出

5.2.5 Worker设计模式

5.3 探索C++对象模型

5.3.1 Actor模型的消息类

5.3.2 栈、堆、智能指针

5.3.3 对象的内存分布

5.4 队列与锁

5.4.1 模仿Skynet写服务类

5.4.2 锁的初始化

5.4.3 多线程队列插入

5.4.4 在多线程队列取出元素

5.4.5 三个回调方法

5.4.6 分析临界区

5.5 多线程下的对象管理

5.5.1 使用哈希表

5.5.2 浅析读写锁

5.5.3 新建服务

5.5.4 查找服务

5.5.5 删除服务

5.5.6 程序终于能运行了

5.6 充分利用CPU

5.6.1 全局消息队列

5.6.2 插入和弹出

5.6.3 标志位

5.6.4 模仿Skynet发送消息

5.6.5 工作线程调度

5.7 演示程序PingPong

5.7.1 辅助函数

5.7.2 编写ping服务

5.7.3 测试

5.8 条件变量与唤醒机制

5.8.1 改进版线程调度

5.8.2 如何使用条件变量

5.8.3 工作线程的等待与唤醒

5.8.4 测试

5.9 后台运行

第6章 图解TCP网络模块

6.1 启动网络线程

6.1.1 方案设计

6.1.2 新增两种消息

6.1.3 套接字到底是什么

6.1.4 模仿Skynet的网络线程

6.1.5 自定义连接类

6.2 半小时搞懂Epoll的用法

6.2.1 从轮询说起

6.2.2 创建epoll对象

6.2.3 直观理解监听列表

6.2.4 最重要的步骤：等待

6.2.5 监听对象的生命周期

6.2.6 水平触发和边缘触发

6.3 打开监听端口

6.3.1 三个API：socket、bind和listen

6.3.2 如何保障线程安全

6.3.3 关闭连接

6.3.4 测试：感知新连接

6.4 网络事件分发

6.4.1 拆分事件

6.4.2 接收新客户端

6.4.3 传递可读写事件

6.4.4 测试：Echo程序

6.5 如何安全读写数据

6.5.1 消息分支

6.5.2 可读、可写、关闭

6.5.3 处理莫名其妙退出的问题

6.5.4 PIPE信号处理

6.6 写缓冲区满

6.6.1 实验：发送大数据

6.6.2 解决方法1：设置SNDBUFFORCE

6.6.3 解决方法2：自写缓冲区

第7章 嵌入Lua脚本语言

7.1 方案设计

7.1.1 隔离数千个服务

7.1.2 目录结构

7.1.3 启动流程

7.2 嵌入Lua虚拟机

7.2.1 下载、编译源码

7.2.2 理解静态库

7.2.3 最重要的结构：lua_State

7.2.4 从创建到销毁

7.2.5 编译指令

7.3 C++调用Lua方法

7.3.1 代码示例

7.3.2 涉及4个API

7.3.3 直观理解Lua栈

7.3.4 再回顾调用方法

7.4 Lua调用C++函数

7.4.1 Sunnet的脚本模块

7.4.2 写接口

7.4.3 分析4个API

7.4.4 还需注册函数

7.4.5 思考题

7.5 Lua版的PingPong

7.5.1 封装两个新接口

7.5.2 Lua版的ping服务

7.5.3 运行结果

7.5.4 参数序列化

7.6 Lua版聊天室

7.6.1 继续封装

7.6.2 Lua版的聊天服务

7.6.3 运行结果

7.6.4 拓展说明

第三部分 各个击破

第8章 同步算法

8.1 同步难题

8.1.1 一种移动方法

8.1.2 瞬移、顿挫、打不中

8.1.3 抖动和延迟

8.2 客户端障眼法

8.2.1 插值算法

8.2.2 缓存队列

8.2.3 主动方优先

8.3 各类同步方案及适用场景

8.3.1 三种同步方案

8.3.2 适用场景

8.3.3 案例：《天涯明月刀》

8.3.4 案例：《王者荣耀》

8.3.5 案例：《绝地求生大逃杀》

8.4 帧同步

8.4.1 帧同步究竟是什么

8.4.2 代码范例

8.4.3 确定性计算

8.4.4 乐观帧同步

8.5 AOI算法

8.5.1 感兴趣区域

8.5.2 实体模型

8.5.3 九宫格法

8.6 可靠UDP

8.6.1 三角制约

8.6.2 几种现成方案

第9章 热更新

9.1 Skynet热更新

9.1.1 业务范例

9.1.2 利用独立虚拟机热更新

9.1.3 注入补丁

9.2 切换进程

9.2.1 从冷更新说起

9.2.2 《跳一跳》游戏案例

9.2.3 优雅的进程切换

9.2.4 fork和exec

9.2.5 Nginx的热更新方法

9.2.6 利用网关实现热更新

9.2.7 数据与逻辑分离

9.2.8 微服务

9.3 动态库

9.3.1 模拟案例

9.3.2 实现动态库热更新

9.3.3 动态库的限制

9.3.4 动态库在游戏中的应用

9.3.5 多线程与版本管理

9.4 脚本语言

9.4.1 业务需求

9.4.2 实现Lua热更新

9.4.3 尽量做正确的热更新

9.4.4 没有“万能药”的根源

9.4.5 工程实践

9.4.6 选择合适的热更新范围

第10章 防外挂

10.1 不信任客户端

10.1.1 刷金币案例

10.1.2 连发技能案例

10.1.3 透视外挂案例

10.2 尽可能多的校验

10.2.1 小游戏防刷榜

10.2.2 篮球游戏案例

10.2.3 部署校验服务

10.3 反外挂常用措施

10.3.1 防变速器

10.3.2 防封包工具

10.3.3 帧同步投票

第11章 未尽之路

11.1 高并发

11.1.1 Actor模型

11.1.2 One Loop Per Thread

11.2 服务端架构

11.2.1 大世界架构

11.2.2 BigWorld

11.2.3 无缝大地图

11.2.4 滚服架构

11.3 工程管理

11.3.1 分层架构

11.3.2 人员分工

11.3.3 版本管理

11.4 结语