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为什么go语言适合开发网游服务器端
前段时间在golang-China读到这个贴:
个人觉得golang十分适合进行网游服务器端开发,写下这篇文章总结一下。
从网游的角度看:
要成功的运营一款网游,很大程度上依赖于玩家自发形成的社区。只有玩家自发形成一个稳定的生态系统,游戏才能持续下去,避免鬼城的出现。而这就需要多次大量导入用户,在同时在线用户量达到某个临界点的时候,才有可能完成。因此,多人同时在线十分有必要。
再来看网游的常见玩法,除了排行榜这类统计和数据汇总的功能外,基本没有需要大量CPU时间的应用。以前的项目里,即时战斗产生的各种伤害计算对CPU的消耗也不大。玩家要完成一次操作,需要通过客户端-服务器端-客户端这样一个来回,为了获得高响应速度,满足玩家体验,服务器端的处理也不能占用太多时间。所以,每次请求对应的CPU占用是比较小的。
网游的IO主要分两个方面,一个是网络IO,一个是磁盘IO。网络IO方面,可以分成美术资源的IO和游戏逻辑指令的IO,这里主要分析游戏逻辑的IO。游戏逻辑的IO跟CPU占用的情况相似,每次请求的字节数很小,但由于多人同时在线,因此并发数相当高。另外,地图信息的广播也会带来比较频繁的网络通信。磁盘IO方面,主要是游戏数据的保存。采用不同的数据库,会有比较大的区别。以前的项目里,就经历了从MySQL转向MongoDB这种内存数据库的过程,磁盘IO不再是瓶颈。总体来说,还是用内存做一级缓冲,避免大量小数据块读写的方案。
针对网游的这些特点,golang的语言特性十分适合开发游戏服务器端。
首先,go语言提供goroutine机制作为原生的并发机制。每个goroutine所需的内存很少,实际应用中可以启动大量的goroutine对并发连接进行响应。goroutine与gevent中的greenlet很相像,遇到IO阻塞的时候,调度器就会自动切换到另一个goroutine执行,保证CPU不会因为IO而发生等待。而goroutine与gevent相比,没有了python底层的GIL限制,就不需要利用多进程来榨取多核机器的性能了。通过设置最大线程数,可以控制go所启动的线程,每个线程执行一个goroutine,让CPU满负载运行。
同时,go语言为goroutine提供了独到的通信机制channel。channel发生读写的时候,也会挂起当前操作channel的goroutine,是一种同步阻塞通信。这样既达到了通信的目的,又实现同步,用CSP模型的观点看,并发模型就是通过一组进程和进程间的事件触发解决任务的。虽然说,主流的编程语言之间,只要是图灵完备的,他们就都能实现相同的功能。但go语言提供的这种协程间通信机制,十分优雅地揭示了协程通信的本质,避免了以往锁的显式使用带给程序员的心理负担,确是一大优势。进行网游开发的程序员,可以将游戏逻辑按照单线程阻塞式的写,不需要额外考虑线程调度的问题,以及线程间数据依赖的问题。因为,线程间的channel通信,已经表达了线程间的数据依赖关系了,而go的调度器会给予妥善的处理。
另外,go语言提供的gc机制,以及对指针的保护式使用,可以大大减轻程序员的开发压力,提高开发效率。
展望未来,我期待go语言社区能够提供更多的goroutine间的隔离机制。个人十分推崇erlang社区的脆崩哲学,推动应用发生预期外行为时,尽早崩溃,再fork出新进程处理新的请求。对于协程机制,需要由程序员保证执行的函数不会发生死循环,导致线程卡死。如果能够定制goroutine所执行函数的最大CPU执行时间,及所能使用的最大内存空间,对于提升系统的鲁棒性,大有裨益。
GO语言商业案例(十八):stream
切换到新语言始终是一大步go语言通信库,尤其是当您的团队成员只有一个时有该语言的先前经验。现在,Stream 的主要编程语言从 Python 切换到go语言通信库了 Go。这篇文章将解释stream决定放弃 Python 并转向 Go 的一些原因。
Go 非常快。性能类似于 Java 或 C++。对于用例,Go 通常比 Python 快 40 倍。
对于许多应用程序来说,编程语言只是应用程序和数据库之间的粘合剂。语言本身的性能通常并不重要。然而,Stream 是一个API 提供商,为 700 家公司和超过 5 亿最终用户提供提要和聊天平台。多年来,我们一直在优化 Cassandra、PostgreSQL、Redis 等,但最终,您会达到所使用语言的极限。Python 是一门很棒的语言,但对于序列化/反序列化、排名和聚合等用例,它的性能相当缓慢。我们经常遇到性能问题,Cassandra 需要 1 毫秒来检索数据,而 Python 会花费接下来的 10 毫秒将其转换为对象。
看看我如何开始 Go 教程中的一小段 Go 代码。(这是一个很棒的教程,也是学习 Go 的一个很好的起点。)
如果您是 Go 新手,那么在阅读那个小代码片段时不会有太多让您感到惊讶的事情。它展示了多个赋值、数据结构、指针、格式和一个内置的 HTTP 库。当我第一次开始编程时,我一直喜欢使用 Python 更高级的功能。Python 允许您在编写代码时获得相当的创意。例如,您可以go语言通信库:
这些功能玩起来很有趣,但是,正如大多数程序员会同意的那样,在阅读别人的作品时,它们通常会使代码更难理解。Go 迫使go语言通信库你坚持基础。这使得阅读任何人的代码并立即了解发生了什么变得非常容易。 注意:当然,它实际上有多“容易”取决于您的用例。如果你想创建一个基本的 CRUD API,我仍然推荐 Django + DRF或 Rails。
作为一门语言,Go 试图让事情变得简单。它没有引入许多新概念。重点是创建一种非常快速且易于使用的简单语言。它唯一具有创新性的领域是 goroutine 和通道。(100% 正确CSP的概念始于 1977 年,所以这项创新更多是对旧思想的一种新方法。)Goroutines 是 Go 的轻量级线程方法,通道是 goroutines 之间通信的首选方式。Goroutines 的创建非常便宜,并且只需要几 KB 的额外内存。因为 Goroutine 非常轻量,所以有可能同时运行数百甚至数千个。您可以使用通道在 goroutine 之间进行通信。Go 运行时处理所有复杂性。goroutines 和基于通道的并发方法使得使用所有可用的 CPU 内核和处理并发 IO 变得非常容易——所有这些都不会使开发复杂化。与 Python/Java 相比,在 goroutine 上运行函数需要最少的样板代码。您只需在函数调用前加上关键字“go”:
Go 的并发方法很容易使用。与 Node 相比,这是一种有趣的方法,开发人员必须密切关注异步代码的处理方式。Go 中并发的另一个重要方面是竞争检测器。这样可以很容易地确定异步代码中是否存在任何竞争条件。
我们目前用 Go 编写的最大的微服务编译需要 4 秒。与以编译速度慢而闻名的 Java 和 C++ 等语言相比,Go 的快速编译时间是一项重大的生产力胜利。我喜欢在程序编译的时候摸鱼,但在我还记得代码应该做什么的同时完成事情会更好。
首先,让我们从显而易见的开始:与 C++ 和 Java 等旧语言相比,Go 开发人员的数量并不多。根据StackOverflow的数据, 38% 的开发人员知道 Java, 19.3% 的人知道 C++,只有 4.6% 的人知道 Go。GitHub 数据显示了类似的趋势:Go 比 Erlang、Scala 和 Elixir 等语言使用更广泛,但不如 Java 和 C++ 流行。幸运的是,Go 是一种非常简单易学的语言。它提供了您需要的基本功能,仅此而已。它引入的新概念是“延迟”声明和内置的并发管理与“goroutines”和通道。(对于纯粹主义者来说:Go 并不是第一种实现这些概念的语言,只是第一种使它们流行起来的语言。)任何加入团队的 Python、Elixir、C++、Scala 或 Java 开发人员都可以在一个月内在 Go 上发挥作用,因为它的简单性。与许多其他语言相比,我们发现组建 Go 开发人员团队更容易。如果您在博尔德和阿姆斯特丹等竞争激烈的生态系统中招聘人员,这是一项重要的优势。
对于我们这样规模的团队(约 20 人)来说,生态系统很重要。如果您必须重新发明每一个小功能,您根本无法为您的客户创造价值。Go 对我们使用的工具有很好的支持。实体库已经可用于 Redis、RabbitMQ、PostgreSQL、模板解析、任务调度、表达式解析和 RocksDB。与 Rust 或 Elixir 等其他较新的语言相比,Go 的生态系统是一个重大胜利。它当然不如 Java、Python 或 Node 之类的语言好,但它很可靠,而且对于许多基本需求,你会发现已经有高质量的包可用。
Gofmt 是一个很棒的命令行实用程序,内置在 Go 编译器中,用于格式化代码。就功能而言,它与 Python 的 autopep8 非常相似。我们大多数人并不真正喜欢争论制表符与空格。格式的一致性很重要,但实际的格式标准并不那么重要。Gofmt 通过使用一种正式的方式来格式化您的代码来避免所有这些讨论。
Go 对协议缓冲区和 gRPC 具有一流的支持。这两个工具非常适合构建需要通过 RPC 通信的微服务。您只需要编写一个清单,在其中定义可以进行的 RPC 调用以及它们采用的参数。然后从这个清单中自动生成服务器和客户端代码。生成的代码既快速又具有非常小的网络占用空间并且易于使用。从同一个清单中,您甚至可以为许多不同的语言生成客户端代码,例如 C++、Java、Python 和 Ruby。因此,内部流量不再有模棱两可的 REST 端点,您每次都必须编写几乎相同的客户端和服务器代码。.
Go 没有像 Rails 用于 Ruby、Django 用于 Python 或 Laravel 用于 PHP 那样的单一主导框架。这是 Go 社区内激烈争论的话题,因为许多人主张你不应该一开始就使用框架。我完全同意这对于某些用例是正确的。但是,如果有人想构建一个简单的 CRUD API,他们将更容易使用 Django/DJRF、Rails Laravel 或Phoenix。对于 Stream 的用例,我们更喜欢不使用框架。然而,对于许多希望提供简单 CRUD API 的新项目来说,缺乏主导框架将是一个严重的劣势。
Go 通过简单地从函数返回错误并期望调用代码来处理错误(或将其返回到调用堆栈)来处理错误。虽然这种方法有效,但很容易失去问题的范围,以确保您可以向用户提供有意义的错误。错误包通过允许您向错误添加上下文和堆栈跟踪来解决此问题。另一个问题是很容易忘记处理错误。像 errcheck 和 megacheck 这样的静态分析工具可以方便地避免犯这些错误。虽然这些变通办法效果很好,但感觉不太对劲。您希望该语言支持正确的错误处理。
Go 的包管理绝不是完美的。默认情况下,它无法指定特定版本的依赖项,也无法创建可重现的构建。Python、Node 和 Ruby 都有更好的包管理系统。但是,使用正确的工具,Go 的包管理工作得很好。您可以使用Dep来管理您的依赖项,以允许指定和固定版本。除此之外,我们还贡献了一个名为的开源工具VirtualGo,它可以更轻松地处理用 Go 编写的多个项目。
我们进行的一个有趣的实验是在 Python 中使用我们的排名提要功能并在 Go 中重写它。看看这个排名方法的例子:
Python 和 Go 代码都需要执行以下操作来支持这种排名方法:
开发 Python 版本的排名代码大约花了 3 天时间。这包括编写代码、单元测试和文档。接下来,我们花了大约 2 周的时间优化代码。其中一项优化是将分数表达式 (simple_gauss(time)*popularity) 转换为抽象语法树. 我们还实现了缓存逻辑,可以在未来的特定时间预先计算分数。相比之下,开发此代码的 Go 版本大约需要 4 天时间。性能不需要任何进一步的优化。因此,虽然 Python 的最初开发速度更快,但基于 Go 的版本最终需要我们团队的工作量大大减少。另外一个好处是,Go 代码的执行速度比我们高度优化的 Python 代码快大约 40 倍。现在,这只是我们通过切换到 Go 体验到的性能提升的一个示例。
与 Python 相比,我们系统的其他一些组件在 Go 中构建所需的时间要多得多。作为一个总体趋势,我们看到 开发 Go 代码需要更多的努力。但是,我们花更少的时间 优化 代码以提高性能。
我们评估的另一种语言是Elixir.。Elixir 建立在 Erlang 虚拟机之上。这是一种迷人的语言,我们之所以考虑它,是因为我们的一名团队成员在 Erlang 方面拥有丰富的经验。对于我们的用例,我们注意到 Go 的原始性能要好得多。Go 和 Elixir 都可以很好地服务数千个并发请求。但是,如果您查看单个请求的性能,Go 对于我们的用例来说要快得多。我们选择 Go 而不是 Elixir 的另一个原因是生态系统。对于我们需要的组件,Go 有更成熟的库,而在许多情况下,Elixir 库还没有准备好用于生产环境。培训/寻找开发人员使用 Elixir 也更加困难。这些原因使天平向 Go 倾斜。Elixir 的 Phoenix 框架看起来很棒,绝对值得一看。
Go 是一种非常高性能的语言,对并发有很好的支持。它几乎与 C++ 和 Java 等语言一样快。虽然与 Python 或 Ruby 相比,使用 Go 构建东西确实需要更多时间,但您将节省大量用于优化代码的时间。我们在Stream有一个小型开发团队,为超过 5 亿最终用户提供动力和聊天。Go 结合了 强大的生态系统 、新开发人员的 轻松入门、快速的性能 、对并发的 可靠支持和高效的编程环境 ,使其成为一个不错的选择。Stream 仍然在我们的仪表板、站点和机器学习中利用 Python 来提供个性化的订阅源. 我们不会很快与 Python 说再见,但今后所有性能密集型代码都将使用 Go 编写。我们新的聊天 API也完全用 Go 编写。
go语言无缓冲的channel
无缓冲go语言通信库的通道(unbuffered channel)是指在接收前没有能力保存任何值的通道。
这种类型的通道要求发送goroutine和接收goroutine同时准备好go语言通信库,才能完成发送和接收操作。否则go语言通信库,通道会导致先执行发送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。
这种对通道进行发送和接收的交互行为本身就是同步的。其中任意一个操作都无法离开另一个操作单独存在。
阻塞go语言通信库:由于某种原因数据没有到达,当前协程(线程)持续处于等待状态,直到条件满足,才接触阻塞。
同步:在两个或多个协程(线程)间,保持数据内容一致性的机制。
下图展示两个 goroutine 如何利用无缓冲的通道来共享一个值:
在第 1 步,两个 goroutine 都到达通道,但哪个都没有开始执行发送或者接收。
在第 2 步,左侧的 goroutine 将它的手伸进了通道,这模拟了向通道发送数据的行为。这时,这个 goroutine 会在通道中被锁住,直到交换完成。
在第 3 步,右侧的 goroutine 将它的手放入通道,这模拟了从通道里接收数据。这个 goroutine 一样也会在通道中被锁住,直到交换完成。
在第 4 步和第 5 步,进行交换,并最终,在第 6 步,两个 goroutine 都将它们的手从通道里拿出来,这模拟了被锁住的 goroutine 得到释放。两个 goroutine 现在都可以去做别的事情了。
如果没有指定缓冲区容量,那么该通道就是同步的,因此会阻塞到发送者准备好发送和接收者准备好接收。
无缓冲channel: —— 同步通信
GO语言(三十):访问关系型数据库(上)
本教程介绍了使用 Godatabase/sql及其标准库中的包访问关系数据库的基础知识。
您将使用的database/sql包包括用于连接数据库、执行事务、取消正在进行的操作等的类型和函数。
在本教程中,您将创建一个数据库,然后编写代码来访问该数据库。您的示例项目将是有关老式爵士乐唱片的数据存储库。
首先,为您要编写的代码创建一个文件夹。
1、打开命令提示符并切换到您的主目录。
在 Linux 或 Mac 上:
在 Windows 上:
2、在命令提示符下,为您的代码创建一个名为 data-access 的目录。
3、创建一个模块,您可以在其中管理将在本教程中添加的依赖项。
运行go mod init命令,为其提供新代码的模块路径。
此命令创建一个 go.mod 文件,您添加的依赖项将在其中列出以供跟踪。
注意: 在实际开发中,您会指定一个更符合您自己需求的模块路径。有关更多信息,请参阅一下文章。
GO语言(二十五):管理依赖项(上)
GO语言(二十六):管理依赖项(中)
GO语言(二十七):管理依赖项(下)
接下来,您将创建一个数据库。
在此步骤中,您将创建要使用的数据库。您将使用 DBMS 本身的 CLI 创建数据库和表,以及添加数据。
您将创建一个数据库,其中包含有关黑胶唱片上的老式爵士乐录音的数据。
这里的代码使用MySQL CLI,但大多数 DBMS 都有自己的 CLI,具有类似的功能。
1、打开一个新的命令提示符。
在命令行,登录到您的 DBMS,如下面的 MySQL 示例所示。
2、在mysql命令提示符下,创建一个数据库。
3、切到您刚刚创建的数据库,以便您可以添加表。
4、在文本编辑器的 data-access 文件夹中,创建一个名为 create-tables.sql 的文件来保存用于添加表的 SQL 脚本。
将以下 SQL 代码粘贴到文件中,然后保存文件。
在此 SQL 代码中:
(1)删除名为album表。 首先执行此命令可以让您更轻松地稍后重新运行脚本。
(2)创建一个album包含四列的表:title、artist和price。每行的id值由 DBMS 自动创建。
(3)添加带有值的四行。
5、在mysql命令提示符下,运行您刚刚创建的脚本。
您将使用以下形式的source命令:
6、在 DBMS 命令提示符处,使用SELECT语句来验证您是否已成功创建包含数据的表。
接下来,您将编写一些 Go 代码进行连接,以便进行查询。
现在你已经有了一个包含一些数据的数据库,开始你的 Go 代码。
找到并导入一个数据库驱动程序,该驱动程序会将您通过database/sql包中的函数发出的请求转换为数据库可以理解的请求。
1、在您的浏览器中,访问SQLDrivers wiki 页面以识别您可以使用的驱动程序。
2、使用页面上的列表来识别您将使用的驱动程序。为了在本教程中访问 MySQL,您将使用 Go-MySQL-Driver。
3、请注意驱动程序的包名称 - 此处为github.com/go-sql-driver/mysql.
4、使用您的文本编辑器,创建一个用于编写 Go 代码的文件,并将该文件作为 main.go 保存在您之前创建的数据访问目录中。
5、进入main.go,粘贴以下代码导入驱动包。
在此代码中:
(1)将您的代码添加到main包中,以便您可以独立执行它。
(2)导入 MySQL 驱动程序github.com/go-sql-driver/mysql。
导入驱动程序后,您将开始编写代码以访问数据库。
现在编写一些 Go 代码,让您使用数据库句柄访问数据库。
您将使用指向结构的指针sql.DB,它表示对特定数据库的访问。
编写代码
1、进入 main.go,在import您刚刚添加的代码下方,粘贴以下 Go 代码以创建数据库句柄。
在此代码中:
(3)使用 MySQL 驱动程序Config和FormatDSN类型以收集连接属性并将它们格式化为连接字符串的 DSN。
该Config结构使代码比连接字符串更容易阅读。
(4)调用sql.Open 初始化db变量,传递 FormatDSN。
(5)检查来自 的错误sql.Open。例如,如果您的数据库连接细节格式不正确,它可能会失败。
为了简化代码,您调用log.Fatal结束执行并将错误打印到控制台。在生产代码中,您会希望以更优雅的方式处理错误。
(6)调用DB.Ping以确认连接到数据库有效。在运行时, sql.Open可能不会立即连接,具体取决于驱动程序。您在Ping此处使用以确认 database/sql包可以在需要时连接。
(7)检查来自Ping的错误,以防连接失败。
(8)Ping如果连接成功,则打印一条消息。
文件的顶部现在应该如下所示:
3、保存 main.go。
1、开始跟踪 MySQL 驱动程序模块作为依赖项。
使用go get 添加 github.com/go-sql-driver/mysql 模块作为您自己模块的依赖项。使用点参数表示“获取当前目录中代码的依赖项”。
2、在命令提示符下,设置Go 程序使用的DBUSER和DBPASS环境变量。
在 Linux 或 Mac 上:
在 Windows 上:
3、在包含 main.go 的目录中的命令行中,通过键入go run来运行代码。
连接成功了!
接下来,您将查询一些数据。
go语言--Goroutines
1、goroutine:在go语言中,每一个并发的执行单元叫做goroutine,如果一个程序中包含多个goroutine,对两个函数的调用则可能发生在同一时刻
2、main goroutine:当一个程序启动时,其主函数即在一个单独的goroutine中运行,我们叫他为main gorountine
3、go goroutine:新的goroutine会用go语句来创建,go+函数名,go语句会使其语句中的函数在一新创建的goroutine中运行,而go语句本身会迅速地完成
4、goroutine的退出:主函数返回时,所有的goroutine都会被直接打断,程序退出,除了从主函数退出或者终止程序之外,没有其他方法能够让一个goroutine来打断另一个的执行,但是可以通过另一种方式来实现这个目的,通过goroutine之间的通信来让一个goroutine请求其他的goroutine,并让请求的goroutine自行结束执行
为什么要使用 Go 语言?Go 语言的优势在哪里?
1、简单易学。
Go语言的作者本身就很懂C语言,所以同样Go语言也会有C语言的基因,所以对于程序员来说,Go语言天生就会让人很熟悉,容易上手。
2、并发性好。
Go语言天生支持并发,可以充分利用多核,轻松地使用并发。 这是Go语言最大的特点。
描述
Go的语法接近C语言,但对于变量的声明有所不同。Go支持垃圾回收功能。Go的并行模型是以东尼·霍尔的通信顺序进程(CSP)为基础,采取类似模型的其他语言包括Occam和Limbo,但它也具有Pi运算的特征,比如通道传输。
在1.8版本中开放插件(Plugin)的支持,这意味着现在能从Go中动态加载部分函数。
与C++相比,Go并不包括如枚举、异常处理、继承、泛型、断言、虚函数等功能,但增加了 切片(Slice) 型、并发、管道、垃圾回收、接口(Interface)等特性的语言级支持。
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