為什么go語言適合開發網游服務器端

個人覺得golang十分適合進行網游服務器端開發，寫下這篇文章總結一下。 從網游的角度看： 要成功的運營一款網游，很大程度上依賴于玩家自發形成的社區。只有玩家自發形成一個穩定的生態系統，游戲才能持續下去，避免鬼城的出現。而這就需要多次大量導入用戶，在同時在線用戶量達到某個臨界點的時候，才有可能完成。因此，多人同時在線十分有必要。 再來看網游的常見玩法，除了排行榜這類統計和數據匯總的功能外，基本沒有需要大量CPU時間的應用。以前的項目里，即時戰斗產生的各種傷害計算對CPU的消耗也不大。玩家要完成一次操作，需要通過客戶端-服務器端-客戶端這樣一個來回，為了獲得高響應速度，滿足玩家體驗，服務器端的處理也不能占用太多時間。所以，每次請求對應的CPU占用是比較小的。 網游的IO主要分兩個方面，一個是網絡IO，一個是磁盤IO。網絡IO方面，可以分成美術資源的IO和游戲邏輯指令的IO，這里主要分析游戲邏輯的IO。游戲邏輯的IO跟CPU占用的情況相似，每次請求的字節數很小，但由于多人同時在線，因此并發數相當高。另外，地圖信息的廣播也會帶來比較頻繁的網絡通信。磁盤IO方面，主要是游戲數據的保存。采用不同的數據庫，會有比較大的區別。以前的項目里，就經歷了從MySQL轉向MongoDB這種內存數據庫的過程，磁盤IO不再是瓶頸。總體來說，還是用內存做一級緩沖，避免大量小數據塊讀寫的方案。 針對網游的這些特點，golang的語言特性十分適合開發游戲服務器端。 首先，go語言提供goroutine機制作為原生的并發機制。每個goroutine所需的內存很少，實際應用中可以啟動大量的goroutine對并發連接進行響應。goroutine與gevent中的greenlet很相像，遇到IO阻塞的時候，調度器就會自動切換到另一個goroutine執行，保證CPU不會因為IO而發生等待。而goroutine與gevent相比，沒有了python底層的GIL限制，就不需要利用多進程來榨取多核機器的性能了。通過設置最大線程數，可以控制go所啟動的線程，每個線程執行一個goroutine，讓CPU滿負載運行。 同時，go語言為goroutine提供了獨到的通信機制channel。channel發生讀寫的時候，也會掛起當前操作channel的goroutine，是一種同步阻塞通信。這樣既達到了通信的目的，又實現同步，用CSP模型的觀點看，并發模型就是通過一組進程和進程間的事件觸發解決任務的。雖然說，主流的編程語言之間，只要是圖靈完備的，他們就都能實現相同的功能。但go語言提供的這種協程間通信機制，十分優雅地揭示了協程通信的本質，避免了以往鎖的顯式使用帶給程序員的心理負擔，確是一大優勢。進行網游開發的程序員，可以將游戲邏輯按照單線程阻塞式的寫，不需要額外考慮線程調度的問題，以及線程間數據依賴的問題。因為，線程間的channel通信，已經表達了線程間的數據依賴關系了，而go的調度器會給予妥善的處理。 另外，go語言提供的gc機制，以及對指針的保護式使用，可以大大減輕程序員的開發壓力，提高開發效率。 展望未來，我期待go語言社區能夠提供更多的goroutine間的隔離機制。個人十分推崇erlang社區的脆崩哲學，推動應用發生預期外行為時，盡早崩潰，再fork出新進程處理新的請求。對于協程機制，需要由程序員保證執行的函數不會發生死循環，導致線程卡死。

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Go CSP并發模型

Go的CSP并發模型

Go實現了兩種并發形式。第一種是大家普遍認知的：多線程共享內存。其實就是Java或者C++等語言中的多線程開發。另外一種是Go語言特有的，也是Go語言推薦的：CSP（communicating sequential processes）并發模型。

CSP 是 Communicating Sequential Process 的簡稱，中文可以叫做通信順序進程，是一種并發編程模型，由 Tony Hoare 于 1977 年提出。簡單來說，CSP 模型由并發執行的實體（線程或者進程）所組成，實體之間通過發送消息進行通信，這里發送消息時使用的就是通道，或者叫 channel。CSP 模型的關鍵是關注 channel，而不關注發送消息的實體。 Go 語言實現了 CSP 部分理論 。

“ 不要以共享內存的方式來通信，相反， 要通過通信來共享內存。”

Go的CSP并發模型，是通過 goroutine和channel 來實現的。

goroutine 是Go語言中并發的執行單位。其實就是協程。

channel是Go語言中各個并發結構體(goroutine)之前的通信機制。 通俗的講，就是各個goroutine之間通信的”管道“，有點類似于Linux中的管道。

Channel

Goroutine

Go語言——goroutine并發模型

參考：

Goroutine并發調度模型深度解析手擼一個協程池

Golang 的 goroutine 是如何實現的？

Golang - 調度剖析【第二部分】

OS線程初始棧為2MB。Go語言中，每個goroutine采用動態擴容方式，初始2KB，按需增長，最大1G。此外GC會收縮棧空間。

BTW，增長擴容都是有代價的，需要copy數據到新的stack，所以初始2KB可能有些性能問題。

更多關于stack的內容，可以參見大佬的文章。 聊一聊goroutine stack

用戶線程的調度以及生命周期管理都是用戶層面，Go語言自己實現的，不借助OS系統調用，減少系統資源消耗。

Go語言采用兩級線程模型，即用戶線程與內核線程KSE（kernel scheduling entity）是M:N的。最終goroutine還是會交給OS線程執行，但是需要一個中介，提供上下文。這就是G-M-P模型

Go調度器有兩個不同的運行隊列：

go1.10\src\runtime\runtime2.go

Go調度器根據事件進行上下文切換。

調度的目的就是防止M堵塞，空閑，系統進程切換。

詳見 Golang - 調度剖析【第二部分】

Linux可以通過epoll實現網絡調用，統稱網絡輪詢器N（Net Poller）。

文件IO操作

上面都是防止M堵塞，任務竊取是防止M空閑

每個M都有一個特殊的G，g0。用于執行調度，gc，棧管理等任務，所以g0的棧稱為調度棧。g0的棧不會自動增長，不會被gc，來自os線程的棧。

go1.10\src\runtime\proc.go

G沒辦法自己運行，必須通過M運行

M通過通過調度，執行G

從M掛載P的runq中找到G，執行G

當前題目：go語言并發與線程通信 go語言 并發
文章位置：http://www.yijiale78.com/article4/doddhie.html

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