分布式架构服务设计-以棋牌游戏为例

前言

对于一般的业务服务开发，特别是棋牌游戏、小众app在大多数平台并发量都不是很大的情况下，一般都采用单点服务；基本上在单台机器上即可完成所有的服务。提高系统的并发能力，通过垂直扩展，既提升单机处理能力主要有以下2种方式：

1、增强单机硬件性能：例如升级硬盘，由机械硬盘升级到固态硬盘，或者扩充硬盘容量等。

2、提升单机架构性能：例如使用Cache来减少IO次数，使用异步来增加单服务吞吐量，使用无锁数据结构来减少响应时间。

但互联网业务发展是十分迅猛的，由小平台慢慢扩大到更大的平台，那么业务的复杂性，特别是整个系统服务遇到的并发量将大大的提高；单纯提升单机处理能力始终是会遇到瓶颈；此时提供与垂直扩展相反的一种设计方法，水平拓展，一种分布式加上服务，让理论上将服务性能拓展到极限。此时互联网服务分布式架构就应用而生，此处将以一般棋牌游戏设计为例，讲述解决高并发下互联网游戏分布式架构服务设计。

棋牌游戏简易服务架构设计

棋牌游戏站在业务需求上分析，一般来说，棋牌游戏都是不分区不分服的；可分为大厅-游戏场-游戏这几个步骤。针对此需求，站在只是满足业务开发不考虑高并发思路下，主要是下面几点思路来设计简单一款棋牌游戏服务架构：一数据共享，由于棋牌游戏不分区不分服务，那么在设计服务器即可划分为大厅服务，也就是大厅全局业务服务；同时与游戏服务共享数据。二按顺序创建房间，由大厅服务开始进入不同的金币场，刷选房间进入游戏服务。三大厅-游戏，是一整套系统来设计，这个大厅就相当于处理这款游戏需要通用的服务，比方说邮件、商城兑换、交易等。大体架构设计图：

采用网关，主要是为了保证服务之间的稳定，对外不暴露。当然次数网关不一定需要程序员来开发一套网关，市面上采用nginx即可，此处网关是可以做到多点部署，毕竟在联通、移动、电信等各种网络流畅性各不一样的情况下，要做到多点部署。通过数据库服务让大厅-游戏服务之间数据共享，建立场管理服务，解决需要按照顺序创建房间服务。在此，一款简易棋牌游戏服务架构大厅就这样。如果对于一款小公司来说，首先是为了解决生存问题，那么采用此简易的服务架设问题并大。

高并发情况下演变

我们都知道智猪博弈原理。特别是最近中国科技公司频繁受到美国打击，这表明这是一个正常社会现象，即一家公司发展越来越顺利，慢慢做大，特别是在互联网上，就演变称为业务越来越多，服务越来越复杂，访问量越来越大；那么类似我们这些简易服务架构该怎么演变？首先必须要先解决访问量的问题，那么网关就不能采用单一socket，有状态服务来部署，简单来说，必须支持无状态部署，而这个无状态的部署就必须需要业务划分各个细节。同时业务越来越复杂，把所有的业务都放在一个业务逻辑显然是不够的；类似这个简易服务架构设计，后面棋牌大厅就不仅仅是一款游戏服务，而是有几十款乃至上百款；邮件、商城兑换、交易等一系列的服务会接踵而来。肯定，我们将所有的业务都放到这个大厅服务是不够的，会有很多共同的功能需要分开来。这样子才能做到服务的简单化。所以，微服务设计理念在最近几年一直衍生出来。

我们需要对这个大厅服务做一次服务拆分。从最简单的思路出发，由于这些服务并不特别需要玩家的状态，所以我们可以建立类似微博、头条等web服务来拆分。比方说微信授权服务、商城交易服务等等，完全可以跟玩家没有任何状态联系，那么我们设计服务上，就可以对这些服务做一系列的拆分。拆分一整套无状态服务，也是采用微服务设计理念，分而治之。但服务多了，我们只是一个单点服务，那么每个服肯定会遇到性能上瓶颈。所以为了防止单点，考虑到高并发情况下，每个服务都采用集群。集群的设计很重要，一方面它让服务变得稳定，性能变得更强大，对运维的要求越来越高。同时，它对系统的设计提出了要求，尽量采用无状态服务，保证服务是能跟支持水平拓展的。

那么问题来了，如果业务下必须是有状态服务，类似游戏服务，必须是有状态的。想想如果在无状态下服务，玩家玩游戏的话，就会遇到各种我们必须要解决的基础性的问题。所以这一块必须是有状态的服务。但问题又来了，我们怎么在高性能下保证它能支持水平拓展呢？有状态的服务，不可避免采用数据库选择，因为必须与数据库存储读写才能获取玩家准确性的状态数据；问题就自然而然对数据库有要求了，为了达到高并发性能不受影响的话，所以，为了支持水平拓展，我们必须要在数据库上支持分库分表，水平拓容。想要在众多数据库或者表中能快速查下，我们可以根据用户的后缀，采用哈希表也好，来设计一个分库分表，这样的话，我们能快速进行数据库的查询。保证整个服务完整性。

综上，对待业务越来越复杂的情况，高并发情况下，我们将从网络访问、业务服务、数据管理服务，做到集群部署。这也是分布式架构服务设计核心，达到理论上性能极限。具体服务架构设计思路图：

此处只是以棋牌游戏为例，每个互联网所遇到的业务不尽相同，根据情况而定，对系统做出分析，找到系统平衡点，对平衡的地方把它单独的拉出来分出做一个集群服务。那么很多事情只是运维来处理。