课程简介

本课程为机械工业出版社出版的图书《百万在线：大型游戏服务端开发》的电子版。

第一部分：学以致用（第1~4章），这部分介绍了Skynet引擎的使用方法及注意事项，以《球球大作战》的案例贯穿其中，全面又详尽地剖析了服务端结构设计、通信协议格式、数据表结构设计、断线重连等方案的核心技术。

第二部分：入木三分（第5~7章），这部分揭示了在多核时代采用现代C++编写多线程TCP网络服务器的高效做法，以C++重写Skynet的案例贯穿其中，使用大量图表，生动翔实地描述Linux环境下的编程技术。

第三部分：各个击破（第8~11章），这部分列举了同步算法、热更新、防外挂等实际工程难题，并对其逐一击破，非常具有实用价值。尽管本书以Skynet为例，但其同样适用于使用C++自研引擎的项目组，甚至是选用Erlang、Golang、Java的开发者。

关键词：

C/C++/Lua ｜ Socket、TCP/IP、Protobuf ｜ Linux开发环境｜多线程、数据库、分布式｜高并发、内存泄漏、热更新

1.1 每走一步都有事情发生

看着图1-1所示的游戏截图，想象一下，你即将制作这样一款MMORPG（多人角色扮演游戏），场景中有角色、NPC和小怪，玩家可以控制角色在场景中随意走动，可以和其他角色交互、打小怪。具体应该如何实现呢？

图1-1 游戏《仙境传说RO：守护永恒的爱》的截图

本章会以图1-1中的场景为起点，全面介绍游戏服务端涉及的技术。

从玩家的角度来看，一款网络游戏大都会涉及如下流程：

1）打开游戏，客户端向服务端发起网络连接。

2）玩家输入账号密码，经过验证后，进入游戏场景。

3）操作交互，比如行走、打怪、购买道具等。

4）下线退出游戏。

在此过程中，藏在幕后的服务端做了很多事情，那究竟做了哪些？此服务端系统又是如何开发的呢？下面一起来看看。

1.1.1 走路的五个步骤

从玩家的视角来看，整个游戏系统如图1-2所示，多个客户端通过网络与服务端相连，服务端处理网络请求，存储角色数据。

图1-2 服务端像个黑盒子

说明：为了统一术语，本书中“玩家”代表玩游戏的人，“客户端”代表玩家接触的游戏程序，“角色”代表玩家控制的游戏角色。

客户端和客户端之间通过服务端间接通信。例如在MMORPG中，角色A移动一步，玩家B会在自己屏幕中看到角色A的位置变化，“走路”的背后至少发生了表1-1所示的5件事情。

表1-1 “走路”背后发生的事情

这5件事情如图1-3所示，其中标注的①到⑤分别对应表1-1中的各个步骤。

图1-3 位置同步的5个步骤

1.1.2 服务端视角的游戏流程

在服务端的“眼里”，“走路”只是它生命里的一小部分。游戏启动，每个客户端都会有连接、登录中、游戏中、登出中和退出五个阶段。如图1-4所示，图中纵轴代表客户端的状态，方框表示该状态下执行的操作。

连接阶段：客户端发起网络连接，双端可以通信，但服务端还不知道玩家控制的是哪个角色。

图1-4 服务端视角下的游戏流程

登录中：客户端发送登录协议，协议中包含账号、密码等信息，待检验通过后服务端会将网络连接与游戏角色对应起来，并从数据库中获取该角色的数据（比如金币数量），此后才算登录成功。
游戏中：双端互通协议，玩家可以移动、打怪、购买道具。1.1.1节介绍的位置同步就是发生在这个阶段。
登出阶段：玩家下线，服务端把角色的数据保存到数据库中。对于保存角色数据的时机，不同的游戏会有不同的处理方式。比如，有些游戏采用定时存储的方式，每隔几分钟把在线玩家的数据写回数据库；有些游戏采用下线时存储的方式，即只有在玩家下线时才保存数据。

了解了这些知识后，如果想开发一个游戏服务端，该从哪里着手呢？

1、刚入行的服务端工程师

2、游戏公司开发岗位的求职者

3、对游戏开发感兴趣的高校学生

4、游戏开发爱好者

1、充分了解业务逻辑和底层框架的设计意图

2、立足实践的服务端学习思路，深入浅出

3、用实际案例贯穿各知识点，在实践中学习

4、了解商业游戏的设计思路和实现方法