Netty 游戏服务器框架 ioGame 17.1.42 集群增强

2023-05-29 788

[#127] DebugInOut，可限制某些 action 不输出 log

使用文档 https://www.yuque.com/iohao/game/pf3sx0#esnXX ，文档中提供了两种参考示例：

使用硬编码的方式
使用自定义注解的方式来扩展

 @ActionController(1)
 public class DemoAction {
     @ActionMethod(3)
     @IgnoreDebugInout
     public String hello() {
         // 给 action 添加上自定义注解 IgnoreDebugInout 后，将不会打印 debug 信息
         return "hello";
     }
 }

[#132] 集群重启后组网异常

导致集群数量对不上，触发的事件顺序可能是 ADDED、REMOVED，也可能是REMOVED、ADDED，现已修复。

其他更新

<scalecube-cluster.version>2.6.14</scalecube-cluster.version>

下版本预告

ioGame 游戏对外服增加 netty UDP 支持，让开发者用一套业务代码，无需任何改动，同时支持多种通信协议：WebSocket、TCP、UDP。

ioGame 使用趋势数据统计

关注 ioGame 的游戏服务器开发者持续增多，2022-09 ~ 2023-05 月统计数据；

这里的统计信息是关于开发者关注 ioGame 框架相关的，从统计数据中可以看出，由于 ioGame 上手简单，功能强大等优点，得到了众多开发者的关注。如果你想知道 ioGame 有没有人在使用，可以先到这里看下统计数据、开发者的评价与讨论。

https://www.yuque.com/iohao/game/gpxk93#TwVa8

这里展示了每月的统计数据，统计数据来源于语雀后台，这些数据都是真实的、客观存在的、活的。

因为成本的原因，某宝某多还没有出现能提供这种服务的商家，所以这样的统计数据也更具真实性。

通过统计数据，我们可以看到每天会有很多开发者在访问 ioGame 的在线文档，并且这些统计数据不是来源于口嗨的，也不是主观创造的。

所以，还在犹豫要不要使用 ioGame 的开发者们，更应该讨论的是 “为什么这些开发者会选择使用 ioGame”，而不是 ioGame 有没有人在使用的问题。

maven pom

ioGame 已经上传到中央仓库，如果无法下载最新的框架源码，建议开发者的 maven 仓库代理使用原生的或腾讯云的代理，目前不推荐阿里云的代理。腾讯云代理设置可参考这里。

ioGame 最新版本查看 https://www.yuque.com/iohao/game/ab15oe

ioGame 是轻量级的网络游戏服务器框架，ioGame 没有中间件的强依赖，即无需安装任何其他的中间件产品；此时，你只需一个依赖即可获得整个框架，并同时支持开头介绍的全部功能特性。

<dependency>
    <groupId>com.iohao.game</groupId>
    <artifactId>bolt-run-one</artifactId>
    <version>${ioGame.version}</version>
</dependency>

框架整体预览导图

ioGame 网络游戏服务器框架简介

无锁异步化、事件驱动的架构设计；轻量级，无需依赖任何第三方中间件或数据库就能支持集群、分布式
通过 ioGame 可以很容易的搭建出一个集群无中心节点、集群自动化、多进程的分步式游戏服务器
包体小、启动快、内存占用少、更加的节约、无需配置文件、提供了优雅的路由访问权限控制
让开发者用一套业务代码无需改动，同时支持多种通信协议：WebSocket、TCP、UDP
让开发者用一套业务代码，能轻松切换和扩展不同的通信协议：Protobuf、JSON
近原生的性能；业务框架在单线程中平均每秒可以执行 1152 万次业务逻辑
代码即联调文档、JSR380 验证、断言 + 异常机制 = 更少的维护成本
在业务开发中，提供了业务逻辑的执行信息、代码定位与跳转等
架构部署灵活性与多样性：既可相互独立，又可相互融合
可同时与同类型的多个游戏逻辑服通信并得到数据
逻辑服之间可相互跨进程、跨机器进行通信
支持玩家对游戏逻辑服进行动态绑定
能与任何其他框架做融合共存
对 webMVC 开发者友好
无 spring 强依赖
零学习成本

你是否想要开发一个高性能、稳定、易用、自带负载均衡、避免类爆炸设计、可跨进程跨机器通信、集群无中心节点、集群自动化、有状态多进程的分步式的网络游戏服务器呢？如果是的话，这里向你推荐一个由 java 语言编写的网络游戏服务器框架 ioGame。下面将会从多个方面来对框架做一些简单的介绍。

ioGame 是一个 java 网络游戏服务器框架，有以下特点：

无锁异步化、事件驱动的架构设计

支持 websocket 和 socket 两种通信协议

支持 protobuf、json 等不同的通信协议

集群无中心节点、集群自动化、分布式的设计

轻量级，不依赖第三方中间件或数据库就能支持集群、分布式

提供多种通讯方式，且逻辑服之间可以相互跨机器通信

与 spring 和其他框架融合方便

学习成本低，开发体验好

支持多服单进程、多服多进程的启动和部署方式

提供游戏文档生成的辅助功能

包体小、启动快、内存占用少

提供优雅的路由访问权限控

提供了灵活的线程扩展与设置

ioGame 是一个专为网络游戏服务器设计的轻量级框架，它可以帮助你快速地搭建和运行自己的游戏服务器。它适用于各种类型和规模的网络游戏，无论是 H5、手游还是 PC 游戏，无论是简单的聊天室，还是复杂的全球同服、回合制游戏、策略游戏、放置休闲游戏、即时战斗、MMORPG 等，ioGame 都可以满足你的需求。

ioGame 在打包、内存占用、启动速度等方面也是优秀的。打 jar 包后大约 15MB，应用通常会在 0.x 秒内完成启动，内存占用小。详细请看快速从零编写服务器完整示例。

在生态融合方面，ioGame 可以很方便的与 spring 集成（5 行代码）；除了 spring 外，还能与任何其他的框架做融合，如：solon ... 等，从而使用其他框架的相关生态。

在轻量级方面，ioGame 不依赖任何第三方中间件或数据库就能支持集群、分布式，只需要 java 环境就可以运行。这意味着在使用上简单了，在部署上也为企业减少了部署成本、维护难度。使用 ioGame 时，只需一个依赖即可获得整个框架，而无需在安装其他服务，如： Nginx、Redis、MQ、Mysql、ZooKeeper、Protobuf协议编译工具 ... ...等。

在通讯方式方面，大部分框架只能支持推送（广播）这一类型的通讯方式；而 ioGame 则提供了 5 种类型的通讯方式，分别是单次请求处理、推送、单个逻辑服间的相互通讯、与同类型多个逻辑服相互通讯、脉冲通讯。通过对各种通讯方式的组合使用，可以简单完成以往难以完成的工作，并且这些通讯方式都支持跨进程、跨机器通信。

在通信方面，ioGame 让开发者用一套业务代码，同时支持 WebSocket、TCP、UDP 多种通信协议，无需做任何改动。这意味着一个游戏服务器可以同时接入 WebSocket 、 TCP、UDP 的游戏客户端。

在通信协议方面，ioGame 让开发者用一套业务代码，就能轻松切换和扩展不同的通信协议，如 Protobuf、JSON 等。只需一行代码，就可以从 Protobuf 切换到 JSON，无需改变业务方法。

在集群方面，ioGame 的 Broker （游戏网关）采用无中心节点、自动化的集群设计，所有节点平等且自治，不存在单点故障。集群能够自动管理和弹性扩缩，节点加入或退出时，能够自动保证负载均衡和数据一致性，不影响服务可用性。

在分布式方面，ioGame 的逻辑服使用了分布式设计思想，将服务器分为游戏对外服、游戏逻辑服等不同层次，并且每一层都有明确的职责和接口。这样可以提高代码可读性和可维护性，并且方便进行水平扩展。

在学习成本方面，ioGame 的学习成本非常低，可以说是零学习成本，即使没有游戏编程经验，也能轻松上手。开发者只需掌握普通的 java 方法或 webMVC 相关知识，就能用框架开发业务。框架不要求开发者改变编码习惯，而是自身适应开发者的需求。

在开发体验方面，ioGame 非常注重开发者的开发体验；框架提供了 JSR380验证、断言 + 异常机制、业务代码定位... ...等诸多丰富的功能，使得开发者的业务代码更加的清晰、简洁；

在业务的并发方面，框架为开发者解决了单个玩家的并发问题，也提供了解决同一房间或业务内多个玩家并发问题的解决方法；框架在线程的扩展性上提供了友好的支持，并不是只能提供呆板的线程数量设置；详细请看 ioGame 线程相关。

在分布式开发体验方面，通常在开发分布式应用时是需要启动多个进程的。这会让调试与排查问题变得非常困难，从而降低开发者的效率、增加工作量等，这也是很多框架都解决不了的问题，但 ioGame 做到了！ioGame 支持多服单进程的启动方式，这使得开发者在开发和调试分步式系统时更加简单。

与前端对接联调方面，ioGame 提供了游戏文档生成的辅助功能，可以做到代码即对接文档。简单地说，当业务代码编写完后，框架会自动生成最新的文档。如果没有游戏文档的生成，那么你将要抽出一些时间来编写、维护对接文档的工作，而且当团队人数多了之后，文档就会很乱、不同步、不是最新的、忘记更新等情况就会出现。

在部署方面，ioGame 支持多服单进程的方式部署，也支持多服多进程多机器的方式部署；在部署方式上可以随意的切换而不需要更改代码。日常中我们可以按照单体思维开发，到了生产可以选择使用多进程的方式部署。

开发者基于 ioGame 编写的项目模块，通常是条理清晰的，得益于框架对路由的合理设计，同时也为路由提供了优雅的访问权限控制。当我们整理好这些模块后，对于其他开发者接管项目或后续的维护中，会是一个不错的帮助（模块的整理与建议）。或许现阶段你感受不到这块的威力，随着你深入地使用实践就能体会到这么设计的诸多好处与优势。

开发者基于 ioGame 编写的项目，通常是语法简洁的、高性能的、低延迟的；框架最低要求使用 JDK17，这样即可以让项目享受到 ZGC 带来的改进，还能享受语法上的简洁。从 JDK17 开始 ZGC 远低于其亚毫秒级暂停时间的目标，可以在不影响游戏速度的情况下，清理掉多余的内存。这样就不会出现卡顿或者崩溃的问题了，相当于在项目中变相的引入了一位 JVM 调优大师，详细请看 JDK 17 垃圾回收 GC 性能飞跃提升。

综上所述，ioGame 是一个非常适合网络游戏开发的框架。可以让你轻松地创建高性能、低延迟、易扩展的游戏服务器，并且节省时间和资源。如果你想要快速地开发出令人惊艳的网络游戏，请不要犹豫，立即选择 ioGame 吧！框架屏蔽了很多复杂且重复性的工作，并可为项目中的功能模块结构、开发流程等进行清晰的组织定义，减少了后续的项目维护成本。

相信你已经对 ioGame 有了一个初步的了解，虽然还有很多丰富的功能与特性没有介绍到，但你可以通过后续的实践过程中来深入了解。感谢你的阅读，并期待你使用 ioGame 来打造自己的游戏服务器。

ioGame 由 [网络通信框架] 和 [业务框架] 组成。

网络通信框架：职责是各服务器之间的网络通信
业务框架：职责是业务逻辑的处理方式和编写方式

网络通信框架

SOFABolt 是蚂蚁金融服务集团开发的一套基于 Netty 实现的网络通信框架。

为了让 Java 程序员能将更多的精力放在基于网络通信的业务逻辑实现上，而不是过多的纠结于网络底层 NIO 的实现以及处理难以调试的网络问题，Netty 应运而生。
为了让中间件开发者能将更多的精力放在产品功能特性实现上，而不是重复地一遍遍制造通信框架的轮子，SOFABolt 应运而生。

Bolt 名字取自迪士尼动画 - 闪电狗，是一个基于 Netty 最佳实践的轻量、易用、高性能、易扩展的通信框架。

业务框架

如果说 sofa-bolt 是为了让 Java 程序员能将更多的精力放在基于网络通信的业务逻辑实现上。而业务框架正是解决业务逻辑如何方便实现这一问题上。业务框架是游戏框架的一部分，职责是简化程序员的业务逻辑实现，业务框架使程序员能够快速的开始编写游戏业务。

业务框架对于每个 action （即业务的处理方法）都是通过 asm 与 Singleton、Flyweight 、Command 等设计模式结合，对 action 的获取上通过 array 来得到，是一种近原生的方式。

单线程中，业务框架平均每秒可以执行 1152 万次业务逻辑

架构简图

通过 ioGame 你可以很容易的搭建出一个集群无中心节点、集群自动化、分步式的网络游戏服务器

无锁异步化与事件驱动的架构设计、集群无中心节点、自带负载均衡、分布式支持、可动态增减机器、避免类爆炸的设计；

图中的每个游戏对外服、每个游戏逻辑服、每个 broker （游戏网关）都可以在单独的进程中部署，逻辑服之间可以跨进程通信（游戏对外服也是逻辑服的一种）。

游戏网关集群

broker （游戏网关）支持集群的方式部署，集群的使用是简单的，集群无中心节点、集群自动化、自带负载均衡。ioGame 本身就包含服务注册，你不需要外接一个服务注册中心，如 Eureka，ZooKeeper 等（变相的节约服务器成本）。

通过 broker （游戏网关）的介入，之前非常复杂的负载均衡设计，如服务注册、健康度检查（后续版本提供）、到服务端的连接维护等这些问题，在 ioGame 中都不需要了，结构也简单了很多。实际上单台 broker （游戏网关）性能已经能够满足了，因为游戏网关只做了转发。

逻辑服

逻辑服通常说的是游戏对外服和游戏逻辑服。逻辑服可以有很多个，逻辑服扩展数量的理论上限是 netty 的连接上限。

游戏对外服

对外服保持与用户（玩家）的长连接。先来个假设，假如我们的一台硬件支持我们建立用户连接的上限是 5000 人，当用户量达到 7000 人时，我们可以多加一个对外服务器来进行分流减压。由于游戏对外服扩展的简单性，意味着支持同时在线玩家可以轻松的达到百万、千万甚至更多。

即使我们启动了多个游戏对外服，开发者也不需要关心这些玩家连接到了哪个游戏对外服的问题，这些玩家总是能接收到广播（推送）消息的，因为框架已经把这些事情给做了；在玩家的角度我们只有 “一个” 服务器，同样的，在开发者的角度我们只有 “一个” 游戏对外服；

在结构组合上（部署多样性）

在部署上，支持多服单进程的方式部署（类似单体应用、在分步式开发时，调试更加方便）、也支持多服多进程多机器的方式部署。

架构由三部分组成：1. 游戏对外服、2.Broker（游戏网关）、3. 游戏逻辑服；三者既可相互独立，又可相互融合，如：

游戏对外服、Broker（游戏网关）、游戏逻辑服这三部分，在一个进程中；【单体应用；在开发分步式时，调试更加方便】
游戏对外服、Broker（游戏网关）、游戏逻辑服这三部分，在多个进程中；【分布式】
游戏对外服、Broker（游戏网关）这两部分在一个进程中；而游戏逻辑服在多个进程中；【类似之前游戏的传统架构】
甚至可以不需要游戏对外服，只使用 Broker（游戏网关）和游戏逻辑服这两部分，用于其他系统业务；

因为 ioGame 遵循面向对象的设计原则（单一职责原则、开闭原则、里式替换原则、依赖倒置原则、接口隔离原则、迪米特法则）等，所以使得架构的职责分明，可以灵活的进行组合；

游戏对外服是架构的三部分之一，默认的游戏对外服是基于 netty 实现的。如果有需要，将来我们还可以使用基于 mina、smart-socket 等通信框架编写，额外提供一个游戏对外服的实现；即使是使用 mina、smart-socket 提供的游戏对外服，也并不会影响现有的游戏逻辑服业务逻辑，因为游戏对外服满足单一职责原则，只维护用户（玩家）长连接相关的。

开发人员几乎都遇见过这么一种情况；在项目初期阶段，通常是以单体项目的方式进行开发，随着需求不断的增加与迭代，会演变成一个臃肿的项目；此时在对一个整体进行拆分是困难的，成本是极高的。甚至是不可完成的，最后导致完全的重新重构；

ioGame 提供了在结构组合上的部署多样性，通过组合的方式，在项目初期就可以避免这些拆分问题。在开发阶段中，我们可以使用单体应用开发思维，降低了开发成本。通过单体应用的开发方式，在开发分步式项目时，调试更加的方便；这既能兼顾分步式开发、项目模块的拆分，又能降低团队的开发成本；

架构优点

架构有很高程度的抽象，让设计者更加关注于业务，而无需考虑底层的实现、通信参数等问题。

逻辑服的位置透明性；同时，由于模块化、抽象化，使得整个架构各服务器之间耦合度很低，逻辑服注册即可用，大大增加了可伸缩性、可维护性，动态扩展变得简单而高效。由于逻辑服是注册到 Broker（游戏网关）上的，所以逻辑服可以动态的增加、删除、改变；由于逻辑服之间耦合度较小，调试和测试的工作也是可控的；

架构比较清晰的就是，游戏对外服负责维护客户端的接入（用户、玩家的连接），游戏逻辑服专心负责业务逻辑，他们之间的调度由 Broker（游戏网关）来负责；因为架构拆分的合理，所以特别方便用 k8s 来自由伸缩部署这三种服，哪个服水位高就扩容哪个，水位过去了又可以缩容。

通过 ioGame 可以使得游戏编程变得简单，下面是一个业务示例

协议文件定义

首先我们自定义一个协议文件，这个协议文件作为我们的业务载体描述。这个协议是纯 java 代码编写的，使用的是 jprotobuf，jprotobuf 是对 google protobuf 的简化使用，性能同等。

可以把这理解成 DTO、POJO、业务数据载体等，其主要目的是用于业务数据的传输；

/** 请求 */
@ProtobufClass
@FieldDefaults(level = AccessLevel.PUBLIC)
public class HelloReq {
    String name;
}

Action

游戏服务器的编程，游戏服务器接收业务数据后，对业务数据进行处理。这段业务代码可以同时支持 TCP、WebSocket、UDP。

@ActionController(1)
public class DemoAction {
    @ActionMethod(0)
    public HelloReq here(HelloReq helloReq) {
        HelloReq newHelloReq = new HelloReq();
        newHelloReq.name = helloReq.name + ", I'm here ";
        return newHelloReq;
    }
}

一个方法在业务框架中表示一个 Action（一个业务动作）。

方法声名的参数是用于接收前端传入的业务数据，在方法 return 时，数据就可以被游戏前端接收到。程序员可以不需要关心业务框架的内部细节。

从上面的示例可以看出，这和普通的 java 类并无区别，同时这种设计方式避免了类爆炸。如果只负责编写游戏业务，那么对于业务框架的学习可以到此为止了。

游戏编程就是如此简单！

问：我可以开始游戏服务器的编程了吗？

是的，你已经可以开始游戏服务器的编程了。

访问示例（控制台）

当我们访问 here 方法时（通常由游戏前端来请求），控制台将会打印

┏━━━━━ Debug. [(DemoAction.java:4).here] ━━━ [cmd:1 - subCmd:0 - cmdMerge:65536]
┣ userId : 888
┣ 参数: helloReq : HelloReq(name=塔姆)
┣ 响应: HelloReq(name=塔姆, I'm here )
┣ 时间: 0 ms (业务方法总耗时)
┗━━━━━ Debug [DemoAction.java] ━━━━━━━━━━━━━━[当前线程:RequestMessage-8-1]

控制台打印说明

Debug. [(DemoAction.java:4).here]：
    表示执行业务的是 DemoAction 类下的 here 方法，4 表示业务方法所在的代码行数。
    在工具中点击控制台的 DemoAction.java:4 这条信息，就可以跳转到对应的代码中（快速导航到对应的代码），这是一个开发良好体验的开始！
userId :  
    当前发起请求的 用户 id。
参数 :  
    通常是游戏前端传入的值。
响应：
    通常是业务方法返回的值 ，业务框架会把这个返回值推送到游戏前端。
时间：
    执行业务方法总耗时，我们可根据业务方法总耗时的时长来优化业务。
路由信息：[cmd - subCmd]
    路由是唯一的访问地址。

有了以上信息，游戏开发者可以很快的定位问题。如果没有可视化的信息，开发中会浪费很多时间在前后端的沟通上。问题包括：

是否传参问题（游戏前端说传了）
是否响应问题（游戏后端说返回了）
业务执行时长问题（游戏前端说没收到响应，游戏后端说早就响应了）

其中代码导航可以让开发者快速的跳转到业务类对应代码中，在多人合作的项目中，可以快速的知道业务经过了哪些方法的执行，使得我们可以快速的进行阅读或修改；

框架内置功

内置多种可选模块，可按需选择，以方便应用开发：

领域事件（轻量级单机最快 MQ -- disruptor；通过领域事件模块，可为你的系统实现类似 Guava-EventBus、Spring 事件驱动模型 ApplicationEvent、业务解耦、规避并发、不阻塞主线程... 等，各种浪操作）
任务延时器（将来某个时间可对任务进行执行、暂停、取消等操作，并不是类似 Quartz 的任务调度）
多环境切换（不同运行环境下的配置支持）
light-jprotobuf （补足 jprotobuf 不能让多个对象在单个 .proto 源文件中生成的需求，并简化 jprotobuf 对源文件的注释）
分步式锁 (基于 Redisson 的简单实现)

内置的其他功能：

心跳相关
用户上线、离线相关的钩子方法
UserSessions （对所有用户 UserSession 的管理，统计在线用户等）
UserSession (与 channel 是 1:1 的关系，可取到对应的 userId、channel 等信息。)
登录相关（提供重复登录、顶号等相关增强功能）
业务参数基础类型自动装箱、拆箱（解决协议碎片）

适合人群？

长期从事 web 内部系统开发人员，想了解游戏的
刚从事游戏开发的
未从事过游戏开发，但却对其感兴趣的
对设计模式在实践中的应用和 sofa-bolt 有兴趣的学习者
可以接受新鲜事物的
想放弃祖传代码的

推荐实际编程经验一年以上的人员

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原文链接：https://www.oschina.net/news/242824/iogame-17-1-42-released

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Spring框架（Spring Framework）是由Rod Johnson于2002年提出的开源Java企业级应用框架，旨在通过使用JavaBean替代传统EJB实现方式降低企业级编程开发的复杂性。该框架基于简单性、可测试性和松耦合性设计理念，提供核心容器、应用上下文、数据访问集成等模块，支持整合Hibernate、Struts等第三方框架，其适用范围不仅限于服务器端开发，绝大多数Java应用均可从中受益。

Rocky Linux

Rocky Linux（中文名：洛基）是由Gregory Kurtzer于2020年12月发起的企业级Linux发行版，作为CentOS稳定版停止维护后与RHEL（Red Hat Enterprise Linux）完全兼容的开源替代方案，由社区拥有并管理，支持x86_64、aarch64等架构。其通过重新编译RHEL源代码提供长期稳定性，采用模块化包装和SELinux安全架构，默认包含GNOME桌面环境及XFS文件系统，支持十年生命周期更新。