Skynet服务器框架(一)Linux下的安装和启动

2020-02-07 04:34栏目:龙电竞官网
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“风魂”游戏引擎作者云风今天在博客中宣布 Skynet 的第一个正式版本 v0.1.0发布。Skynet是一个开源的服务器底层并发框架,是针对EJOY公司的MMORPG游戏项目所开发。做为核心功能,Skynet 仅解决一个问题:引用把一个符合规范的 C 模块,从动态库中启动起来,绑定一个永不重复的数字 id 做为其 handle 。模块被称为服务,服务间可以自由发送消息。每个模块可以向 Skynet 框架注册一个 callback 函数,用来接收发给它的消息。每个服务都是被一个个消息包驱动,当没有包到来的时候,它们就会处于挂起状态,对 CPU 资源零消耗。如果需要自主逻辑,则可以利用 Skynet 系统提供的 timeout 消息,定期触发。Skynet 采用Actor方式,Actor方式就是你需要把在服务器并行处理的任务分成很多更细小的单元,每个单元有个程序来考察。所有的Actor之间都是相互传递消息的方式,每个actor都可以看成是一个独立的进程去处理一个消息队列。Skynet 最早使用Erlang编写,但是性能不理想,后来又用C 重写,核心层的代码只有不到 3000 行。更多信息可参考:云风在SDCC 2013大会上的演讲Skynet 发布第一个正式版Skynet 设计综述项目地址:

引言:

一直都是从事客户端的开发工作,最近抽了点时间想了解一下服务器开发的相关知识,一番博客瞎逛之后,发现了一个不错的框架,云风大神的 skynet开源服务器框架,这不仅仅是针对于游戏服务器开发的框架,更是一个通用的服务器基础框架。


Skynet简介:

Skynet 主要工作是管理注册服务,并开启多线程协调服务之间的调用和通讯。

关于本教程

用Skynet也有一段时间了,最近客户端同事颜老师突然想学,之前他并没接触过服务端编程,觉得还是花时间写个针对纯新手的教程好了,也算是对自己近几年工作的一种总结,希望带大家入个门。

1.框架核心:

根据云风博客的描述,Skynet 的核心功能就是解决一个问题:

把一个符合规范的 C 模块,从 动态库(so文件)中启动起来,绑定一个永不重复(即使模块退出)的数字id做为其 handle模块 被称为 服务(Service),服务间可以自由发送消息。

  • 每个 模块 可以向 Skynet 框架注册一个 callback 函数,用来接收发给它的消息;
  • 每个服务都是被一个个 消息包 驱动,当没有包到来的时候,它们就会处于 挂起状态,此状态对 CPU 资源零消耗。如果需要自主逻辑,则可以利用 Skynet 系统提供的 timeout消息,定期触发。

名字服务:
Skynet 提供了 名字服务,还可以给特定的服务起一个易读的名字,而不是用 id 来指代它。id 和运行时态相关,无法保证每次启动服务,都有一致的 id ,但名字可以。

简而言之,这个框架完成的功能大概如下:
Skynet 只负责把一个数据包从一个服务内发送出去,让同一进程内的另一个服务收到,调用对应的callback 函数处理。它保证,模块的初始化过程,每个独立的 callback 调用,都是 相互线程安全 的。编写服务的人不需要特别的为多线程环境考虑任何问题,专心处理发送给它的一个个数据包。


本篇主要内容

  • 学习前需要掌握的基础知识和工具
  • 介绍Skynet的消息模型以及相关资料
  • 服务的启动,配置和基本控制台操作

2.框架优点:

  • 高低级语言配合:
    Skynet 是一个融合了低级语言(C)消息框架和高级动态语言(lua)的混合体,这种结构称为 hybrid framework。选择运行高效的C来写服务节点,也可以选择同样开发高效而且安全隔离的lua来写上层业务。Skynet的主要核心包括两部分:

  • C语言 实现的消息循环和组件加载机制;

  • lua 实现的以消息为中心的进入退出 coroutine(协程)的包装层。

  • 组件化能力:
    Skynet 内核(C部分)自身支持加载模块(.so 文件),你可以使用C语言去写性能有要求的服务节点,通过消息与其他节点配合。lua又是一个对C语言极为友好的动态语言,所以你可以找到很多现成的lua的C扩展,skynet/3rd 路径下可以放置你需要的各种组件,比如:CJSONsqliteOpenSSL等。

一些需要掌握的工具和概念

  • Linux基础命令行操作
  • Git
  • 编程语言Lua和C
  • 进程,线程,协程
  • Actor模型

3.单进程:

很多服务器框架在构建之初,就设想着用多进程的方式来解决高并发的问题,但是所带来的问题就是多进程不可避免的进程安全锁,这样的框架经常会因为部分代码的报错而导致死锁或者内存占用不释放等问题。很多优秀的服务器框架都是使用单进程,然后通过线程池来做消息轮询和任务执行的方式来实现的,这样能够避开锁所带来的诸多问题。

Skynet也是单进程的服务器框架,在单一进程上启动一个线程池,其中包括多个 worker 线程 、一个 socket 网络线程和一个 timer 时间线程。当创建了多个 lua服务,每个服务都相当于Erlang中的一个 Actor (可以简单理解为:可以并行运行的对象),每个服务都有自己的消息队列,skynet也有一个全局的消息队列,线程池中的 worker 线程会随机从消息队列中取出消息来执行直到消息队列为空。此外,每个 lua服务 中又可以通过启动多个 coroutine (携程)来实现异步操作的目的。


框架介绍

Skynet是云风大神开发的轻量级服务端框架,是目前我所在公司的主流游戏服务端框架。其设计灵感来源与并发编程语言Erlang中的Actor模型,然后用C+Lua的方式实现了出来,目前已经被收录进Wikipedia。平时用Lua已经可以满足绝大部分开发需求,在遇到一些性能,驱动或者多线程共享方面的问题可能会需要用到C。

其设计初衷是为了充分利用多核,并降低多线程编程的难度,主要体现在了以下方面:

  • 进程可以只有一个,可以通过配置thread开启多个线程(一般是CPU的数量)
  • 框架中有个一个名为service的概念,一般指Lua虚拟机(当然也可以用C写)。service可以根据需要创建多个,其数量和所配置的线程数无关,每个service都会有自己的地址,它们之间可以通过这个地址相互发送消息。service是比较通用的,并没有明确的规定用途,这些需要开发者实现,比如它可以用于登录服务,也可以用于组队玩法,也可以用于场景服务,也可以用于数据储存服务等等。
  • 在开发时不需关心目前在哪个线程,也不用关心线程间的切换。每个service都有一个消息队列,框架会安排线程驱动每个service处理消息。刚开始学习时我比较纠结service和线程之间的关系,后面发现Golang官方在解释中goroutine时的例子比较形象,这里也可以套用下:
> * 可以把每个线程想象成一个工人,再把每个service想象成一个个堆积着货物(消息)的仓库,而框架就是那些工人的管理者。
> * 对于同一个仓库,在某一时刻,只会有0~1个工人处理它的货物。
> * 工人和仓库之间并没有绑定关系。在不同的时刻,一个工人可以处理不同的仓库,一个仓库也可能由不同的工人在处理。通过上一条可以得知,工人的数量决定了同一时刻处理的仓库数量上限。

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