Node.js 多人游戏多线程和多核

Posted 2023-02-16

【中文标题】Node.js 多人游戏多线程和多核

【英文标题】：Node.js multiplayer game multi threading and multi core

【发布时间】：2019-11-14 16:25:53

【问题描述】：

我正在开发一款网络多人游戏。使用 docker、node、带有 postgres 和 redis 的数字海洋来获取数据。我的 docker 机器有很多 CPU，但 node.js 只使用一个 CPU。正因为如此，我已经接近这个游戏可以扩展的地步了。

我希望能够利用其他 CPU。我听过和读过的一些方法是：

使用子进程 在 1 个 droplet 中运行多个节点服务器 在不同的 Droplet 中运行多个节点服务器

我宁愿不运行更多的节点服务器，如果可以的话。游戏结构是这样的：

大厅（玩家信息、所有在线玩家等） 房间（人数有限） 游戏（玩家数量有限，20-40m 游戏时间）

大厅 房间 => 游戏

我没有测量方法（也可以在这里接受建议），但我猜大部分 CPU 使用率来自单个游戏。我希望有一个解决方案，有点像将 Lobby & Rooms 保留在主线程中。虽然所有游戏都是在随机的不同线程中创建的，或者是在活动游戏数量最少的线程中创建的。

我预见到的一些可能的问题是消息和玩家状态。一个播放器可以同时打开多个浏览器选项卡。这意味着单个玩家对象可以有 4 个会话和套接字连接。 1 个内部大厅，3 个内部游戏。玩家可能想从他的游戏中向大厅内的玩家发送私人消息。此外，当游戏结束时，玩家状态也会更新。

根据所有这些信息，我最好的方法是什么？任何文档、博客、链接、关键字、视频都值得赞赏。

【参考方案1】：

这个问题的典型解决方案是使用 Redis，听起来你已经在这样做了。这个想法是您将游戏服务器编程为“无状态”，这意味着所有状态都存储在 Redis 中。

然后，您可以生成 N 个游戏服务器实例，其中 N 等于您的 VPS 液滴上的 CPU 数量减去 1。（让操作系统有 1 个 CPU 更好。）

这是一个比使用 NodeJS Web Workers 更简洁的解决方案，因为您不必担心 IPC 和进程的生命周期。

此外，更新您的游戏服务器变得非常容易。在内部处理状态的服务器中，当您更新服务器时，您的用户将不得不停机，这意味着他们必须结束他们当前正在玩的任何游戏，以便您可以重新启动所有内容。但是，如果所有状态都在 Redis 中，您可以简单地关闭所有实例并启动新实例，而无需真正停机。

【参考方案2】：

您是否尝试过 Web Workers？它们允许您在 Node.js 中使用线程，their API 终于稳定了。

您可以在 Rich Trott 的 this blog post 中看到一些示例。

这是一个最小的例子：

const  Worker, isMainThread, parentPort  = require('worker_threads');
if (isMainThread) 
  // This code is executed in the main thread and not in the worker.

  // Create the worker.
  const worker = new Worker(__filename);
  // Listen for messages from the worker and print them.
  worker.on('message', (msg) =>  console.log(msg); );
 else 
  // This code is executed in the worker and not in the main thread.

  // Send a message to the main thread.
  parentPort.postMessage('Hello world!');

【讨论】：

所以当我向工作人员发送东西时，我不必管理它是在 cpu 2 还是 3 上，对吧？它只是自动分配的吗？另外，如果工作人员内部有大量数据怎么办？这会产生问题吗？想想类似 FPS 地图的游戏状态。