游戏服务器工程实践一：百万级同时在线的全区全服游戏-游戏天眼

深入探讨游戏服务器架构设计，尤其是支持百万级同时在线的全区全服游戏。这类设计并不复杂，关键在于抓住几个要点。在若干年前的项目中，我们为一款休闲游戏构建了架构，目标是实现百万以上同时在线，并能在30分钟内扩展至百万用户。

在经历了多轮技术设计评审后，游戏成功上线，最高同时在线人数举拍稳定在30万左右，尽管未达到预期的百万级别，但系统运行平稳，展现出强大的支撑能力。从这些经验中，我们意识到，即使是大作如原神或鸣潮，虽然用户基数庞大，但实现起来并非不可逾越的难题。特别是开放世界游戏偏单机向，对服务器负载的影响相对较小。而对于王者荣耀这样接近千万级的多人在线战斗竞技（MOBA）游戏，核心挑战在于网络同步，而非服务器规模。

尽管互联网应用的规模远超游戏，但游戏正简羡服务器设计有自己的难点。对于延迟敏感度高以及部分服务器必须保持状态的特点，游戏服务器架构与互联网应用有所不同。本文将聚焦于这类游戏服务器的架构搭建，着重于实现水平扩容、高可用性、容灾策略，并提供自建与公有云部署方案。

针对大型多人在线（MMO）等大世界游戏的规模扩展问题，可以参考另一篇文章《游戏服务器研究二：大世界的 scale 问题》。

全区全服架构详解

全区全服游戏指所有玩家在一个大平台内共同游戏，无需咐族选择特定区服。战斗模式通常是“开房间式”，匹配到一定人数（可能为1人）即开始一局游戏。此类游戏如社交网络（sns）游戏、IO类游戏，均属于全区全服类型。

市面上几乎所有全区全服游戏都可以归类为开房间类型，区别仅在于房间人数的多少。例如，开放世界游戏在PVE模式下可视为单人房间，PVP模式下则为多人房间；棋牌类游戏则为多桌多人游戏；MOBA类游戏如王者荣耀，多人组队对战。

早期的棋牌游戏架构采用房间+桌子模式，整个游戏由多个房间、每房间多个桌子组成，每桌坐定人数。然而，当前已无需如此设计，统一抽象为房间即可，便于负载均衡。

总体架构

面对百万级玩家，关键在于水平扩容与负载均衡，确保架构的各个组成部分均能横向扩展。此外，还需实现高可用性和容灾能力。

具体部署方案包括自建与公有云两种。

架构图
以下为实际可用的服务器架构示意图。

工作流程
以“玩家登录并战斗”为例，流程如下：

客户端通过SDKSVR完成SDK登录授权，获取token。

客户端以token作为凭证连接PlazaSVR，拉取游戏数据。

客户端发送加入战斗请求至PlazaSVR，PlazaSVR转发给MatchSVR完成匹配。

从BattleSVR集群中选择一台承担战斗任务，客户端连接该BattleSVR进行游戏。

架构说明

架构设计中，网络负载层、数据层、游戏服务层等都应支持水平扩容。接下来详细阐述各个组成部分的功能与实现细节。

网络负载层
该层为游戏服务层的SDKSVR集群、PlazaSVR集群提供负载均衡功能。

游戏服务器层
由自研游戏服务器构成。

服务器作用与特性
分别介绍各服务器的主要作用、特性与实现细节。

PlazaSVR实现细节

避免重复登录：用户可连接任意PlazaSVR接入游戏，通过Redis记录登录服，避免同一用户登录多个服务器。

自我保护：PlazaSVR通过LVS负载均衡，设定合理的人数上限，防止过载。

是否缓存数据：一般不缓存数据，但在特定游戏类型或玩法下，可能需要缓存，确保数据修改只在PlazaSVR端，核心数据立即回写数据库。

BattleSVR实现细节

直连或中转：延迟敏感型游戏应直接连接BattleSVR，以减少延迟；延迟不敏感游戏可由PlazaSVR中转数据。

TCP或UDP：延迟敏感型游戏推荐使用UDP，如Moba、FPS等，可利用高效UDP实现。

容灾：BattleSVR作为有状态服务器，难以实现容灾，但针对特定场景（如棋牌、卡牌游戏）可考虑使用内存数据库（如Redis）实时存储场景状态。

MatchSVR实现细节
负责玩家匹配，将玩家放入池中，匹配n个玩家至特定BattleSVR进行游戏。工作时将匹配请求写入内存数据库，并按频率从中取玩家匹配。

实现高可用与容灾，采用主备模式部署，依赖etcd进行选举，主宕机时备服务器接管。

数据层
包含MySQL、Redis、ETCD、数据仓库等组件。ETCD用于服务发现与主备选举，MySQL与Redis主要解决分片问题。

MySQL
实现分片有多种方案：业务层、中间件或数据源，推荐使用中间件或数据源方式。

Redis
用于存储运行时数据、大型排行榜与缓存数据，其中登录服记录与排行榜需持久化。

性能与故障排查
全面的压力测试与监控系统是确保服务稳定的关键。上线前接入监控工具，如Prometheus，关注硬件指标及业务指标，如数据收发量、服务在线人数等。

糟糕的设计
列举了一些被认为是不理想的架构设计，如使用“数据库服务器”作为媒介、完全使用Redis缓存核心玩家数据等。