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due 基于Go语言开发的高性能分布式游戏服务器框架
1.介绍
due是一款基于Go语言开发的轻量级、高性能分布式游戏服务器框架。 其中，模块设计方面借鉴了kratos的模块设计思路，旨在为游戏服务器开发提供完善、高效、标准化的解决方案。 框架自创建至今已在多个企业级游戏项目中上线实践过，稳定性有充分的保障。
2.优势
- 💡 简单性：架构简单，源码简洁易理解。
- 🚠 便捷性：仅暴露必要的调用接口，减轻开发者的心智负担。
- 🚀 高性能：框架原生实现集群通信方案，普通机器单线程也能轻松实现20W的TPS。
- 🧊 标准化：框架原生提供标准化的开发规范，无论多么复杂的项目也能轻松应对。
- ✈️ 高效性：框架原生提供tcp、kcp、ws等协议的服务器，方便开发者快速构建各种类型的网关服务器。
- ⚖️ 稳定性：所有发布的正式版本均已通过内部真实业务的严格测试，具备较高的稳定性。
- 🎟️ 扩展性：采用良好的接口设计，方便开发者设计实现自有功能。
- 🔑 平滑性：引入信号量，通过控制服务注册中心来实现优雅地滚动更新。
- 🔩 扩容性：通过优雅的路由分发机制，理论上可实现无限扩容。
- 🔧 易调试：框架原生提供了tcp、kcp、ws等协议的客户端，方便开发者进行独立的调试全流程调试。
- 🧰 可管理：提供完善的后台管理接口，方便开发者快速实现自定义的后台管理功能。
3.功能
- 网关：支持tcp、kcp、ws等协议的网关服务器。
- 日志：支持std、zap、logrus、aliyun、tencent等多种日志组件。
- 注册：支持consul、etcd、nacos等多种服务注册中心。
- 协议：支持json、protobuf、msgpack等多种通信协议。
- 配置：支持consul、etcd、nacos等多种配置中心；并支持json、yaml、toml、xml等多种文件格式。
- 通信：支持grpc、rpcx等多种高性能通信方案。
- 重启：支持服务器的平滑重启。
- 事件：支持redis、nats、kafka、rabbitMQ等事件总线实现方案。
- 加密：支持rsa、ecc等多种加密方案。
- 服务：支持grpc、rpcx等多种微服务解决方案。
- 灵活：支持单体、分布式等多种架构方案。
- 管理：提供master后台管理服相关接口支持。
- Web：提供http协议的fiber服务器及swagger文档解决方案。
- 工具：提供due-cli脚手架工具箱，可快速构建集群项目。
- Actor：提供完善actor模型解决方案。
4.下一期新功能规划
- 实现框架层的分布式锁
5.特殊说明
在due交流群中经常有小伙伴提及到Gate、Node、Mesh之间到底是个什么关系，这里就做一个统一的解答
- Gate：网关服，主要用于管理客户端连接，接收客户端的路由消息，并分发路由消息到不同的的Node节点服。
- Node: 节点服，作为整个集群系统的核心组件，主要用于核心逻辑业务的编写。Node节点服务可以根据业务需要做成有状态或无状态的节点，当作为无状态的节点时，Node节点与Mesh微服务基本无异；但当Node节点作为有状态节点时，Node节点便不能随意更新进行重启操作。故而Node与Mesh分离的业务场景的价值就体现出来了。
- Mesh：微服务，主要用于无状态的业务逻辑编写。Mesh能做的功能Node一样可以完成，如何选择完全取决于自身业务场景，开发者可以根据自身业务场景灵活搭配。
6.通信协议
在due框架中，通信协议统一采用size+header+route+seq+message的格式：
1.数据包
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
+---------------------------------------------------------------+-+-------------+-------------------------------+-------------------------------+
| size |h| extcode | route | seq |
+---------------------------------------------------------------+-+-------------+-------------------------------+-------------------------------+
| message data ... |
+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2.心跳包
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
+---------------------------------------------------------------+-+-------------+---------------------------------------------------------------+
| size |h| extcode | heartbeat time (ns) |
+---------------------------------------------------------------+-+-------------+---------------------------------------------------------------+
size: 4 bytes
- 包长度位
- 固定长度为4字节，且不可修改
header: 1 bytes
h: 1 bit
- 心跳标识位
- %x0 表示数据包
- %x1 表示心跳包
extcode: 7 bit
- 扩展操作码
- 暂未明确定义具体操作码
route: 1 bytes | 2 bytes | 4 bytes
- 消息路由
- 默认采用2字节，可通过打包器配置packet.routeBytes进行修改
- 不同的路由对应不同的业务处理流程
- 心跳包无消息路由位
- 此参数由业务打包器打包，服务器开发者和客户端开发者均要关心此参数
seq: 0 bytes | 1 bytes | 2 bytes | 4 bytes
- 消息序列号
- 默认采用2字节，可通过打包器配置packet.seqBytes进行修改
- 可通过将打包器配置packet.seqBytes设置为0来屏蔽使用序列号
- 消息序列号常用于请求/响应模型的消息对儿的确认
- 心跳包无消息序列号位
- 此参数由业务打包器packet.Packer打包，服务器开发者和客户端开发者均要关心此参数
message data: n bytes
- 消息数据
- 心跳包无消息数据
- 此参数由业务打包器packet.Packer打包，服务器开发者和客户端开发者均要关心此参数
heartbeat time: 8 bytes
- 心跳数据
- 数据包无心跳数据
- 上行心跳包无需携带心跳数据，下行心跳包默认携带8 bytes的服务器时间（ns），可通过网络库配置进行设置是否携带下行包时间信息
- 此参数由网络框架层自动打包，服务端开发者不关注此参数，客户端开发者需关注此参数
7.相关工具链
1.安装protobuf编译器（使用场景：开发mesh微服务）
- Linux, using apt or apt-get, for example:
$ apt install -y protobuf-compiler
$ protoc --version # Ensure compiler version is 3+
- MacOS, using Homebrew:
$ brew install protobuf
$ protoc --version # Ensure compiler version is 3+
- Windows, download from Github:
2.安装protobuf go代码生成工具（使用场景：开发mesh微服务）
go install github.com/gogo/protobuf/protoc-gen-gofast@latest
3.安装grpc代码生成工具（使用场景：使用GRPC组件开发mesh微服务）
go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@latest
4.安装rpcx代码生成工具（使用场景：使用RPCX组件开发mesh微服务）
go install github.com/rpcxio/protoc-gen-rpcx@latest
5.安装gorm dao代码生成工具（使用场景：使用GORM作为数据库orm）
go install github.com/dobyte/gorm-dao-generator@latest
6.安装mongo dao代码生成工具（使用场景：使用MongoDB作为数据库orm）
go install github.com/dobyte/mongo-dao-generator@latest
8.配置中心
1.功能介绍
配置中心主要定位于业务的配置管理，提供快捷灵活的配置方案。支持完善的读取、修改、删除、热更新等功能。
2.支持组件
9.注册中心
1.功能介绍
注册中心用于集群实例的服务注册和发现。支撑整个集群的无感知停服、重启、动态扩容等功能。
2.支持组件
10.网络模块
1.功能介绍
网络模块主要以组件的形式集成于网关模块，为网关提供灵活的网络通信支持。
2.支持组件
11.快速开始
下面我们就通过两段简单的代码来体验一下due的魅力，Let's go~~
1.启动组件
docker-compose up
docker-compose.yaml文件已在docker目录中备好，可以直接取用
2.获取框架
go get -u github.com/dobyte/due/v2@latest
go get -u github.com/dobyte/due/locate/redis/v2@latest
go get -u github.com/dobyte/due/network/ws/v2@latest
go get -u github.com/dobyte/due/registry/consul/v2@latest
go get -u github.com/dobyte/due/transport/rpcx/v2@latest
3.构建Gate服务器
package main
import (
"github.com/dobyte/due/locate/redis/v2"
"github.com/dobyte/due/network/ws/v2"
"github.com/dobyte/due/registry/consul/v2"
"github.com/dobyte/due/v2"
"github.com/dobyte/due/v2/cluster/gate"
)
func main() {
// 创建容器
container := due.NewContainer()
// 创建服务器
server := ws.NewServer()
// 创建用户定位器
locator := redis.NewLocator()
// 创建服务发现
registry := consul.NewRegistry()
// 创建网关组件
component := gate.NewGate(
gate.WithServer(server),
gate.WithLocator(locator),
gate.WithRegistry(registry),
)
// 添加网关组件
container.Add(component)
// 启动容器
container.Serve()
}
4.启动Gate服务器
$ go run main.go
____ __ ________
/ __ \/ / / / ____/
/ / / / / / / __/
/ /_/ / /_/ / /___
/_____/\____/_____/
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
| [Website] https://github.com/dobyte/due |
| [Version] v2.1.0 |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Global────────────────────────┐
| PID: 27159 |
| Mode: debug |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────Gate─────────────────────────┐
| Name: gate |
| Link: 172.22.243.151:46545 |
| Server: [ws] 0.0.0.0:3553 |
| Locator: redis |
| Registry: consul |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
5.构建Node服务器
package main
import (
"fmt"
"github.com/dobyte/due/locate/redis/v2"
"github.com/dobyte/due/registry/consul/v2"
"github.com/dobyte/due/v2"
"github.com/dobyte/due/v2/cluster/node"
"github.com/dobyte/due/v2/codes"
"github.com/dobyte/due/v2/log"
"github.com/dobyte/due/v2/utils/xtime"
)
const greet = 1
func main() {
// 创建容器
container := due.NewContainer()
// 创建用户定位器
locator := redis.NewLocator()
// 创建服务发现
registry := consul.NewRegistry()
// 创建节点组件
component := node.NewNode(
node.WithLocator(locator),
node.WithRegistry(registry),
)
// 初始化监听
initListen(component.Proxy())
// 添加节点组件
container.Add(component)
// 启动容器
container.Serve()
}
// 初始化监听
func initListen(proxy *node.Proxy) {
proxy.Router().AddRouteHandler(greet, false, greetHandler)
}
type greetReq struct {
Message string `json:"message"`
}
type greetRes struct {
Code int `json:"code"`
Message string `json:"message"`
}
func greetHandler(ctx node.Context) {
req := &greetReq{}
res := &greetRes{}
defer func() {
if err := ctx.Response(res); err != nil {
log.Errorf("response message failed: %v", err)
}
}()
if err := ctx.Parse(req); err != nil {
log.Errorf("parse request message failed: %v", err)
res.Code = codes.InternalError.Code()
return
}
log.Info(req.Message)
res.Code = codes.OK.Code()
res.Message = fmt.Sprintf("I'm server, and the current time is: %s", xtime.Now().Format(xtime.DateTime))
}
6.启动Node服务器
$ go run main.go
____ __ ________
/ __ \/ / / / ____/
/ / / / / / / __/
/ /_/ / /_/ / /___
/_____/\____/_____/
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
| [Website] https://github.com/dobyte/due |
| [Version] v2.1.0 |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Global────────────────────────┐
| PID: 27390 |
| Mode: debug |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────Node─────────────────────────┐
| Name: node |
| Link: 172.22.243.151:37901 |
| Codec: json |
| Locator: redis |
| Registry: consul |
| Encryptor: - |
| Transporter: - |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
7.构建测试客户端
package main
import (
"fmt"
"github.com/dobyte/due/eventbus/nats/v2"
"github.com/dobyte/due/network/ws/v2"
"github.com/dobyte/due/v2"
"github.com/dobyte/due/v2/cluster"
"github.com/dobyte/due/v2/cluster/client"
"github.com/dobyte/due/v2/eventbus"
"github.com/dobyte/due/v2/log"
"github.com/dobyte/due/v2/utils/xtime"
"time"
)
const greet = 1
func main() {
// 初始化事件总线
eventbus.SetEventbus(nats.NewEventbus())
// 创建容器
container := due.NewContainer()
// 创建客户端组件
component := client.NewClient(
client.WithClient(ws.NewClient()),
)
// 初始化监听
initListen(component.Proxy())
// 添加客户端组件
container.Add(component)
// 启动容器
container.Serve()
}
// 初始化监听
func initListen(proxy *client.Proxy) {
// 监听组件启动
proxy.AddHookListener(cluster.Start, startHandler)
// 监听连接建立
proxy.AddEventListener(cluster.Connect, connectHandler)
// 监听消息回复
proxy.AddRouteHandler(greet, greetHandler)
}
// 组件启动处理器
func startHandler(proxy *client.Proxy) {
if _, err := proxy.Dial(); err != nil {
log.Errorf("gate connect failed: %v", err)
return
}
}
// 连接建立处理器
func connectHandler(conn *client.Conn) {
doPushMessage(conn)
}
// 消息回复处理器
func greetHandler(ctx *client.Context) {
res := &greetRes{}
if err := ctx.Parse(res); err != nil {
log.Errorf("invalid response message, err: %v", err)
return
}
if res.Code != 0 {
log.Errorf("node response failed, code: %d", res.Code)
return
}
log.Info(res.Message)
time.AfterFunc(time.Second, func() {
doPushMessage(ctx.Conn())
})
}
// 推送消息
func doPushMessage(conn *client.Conn) {
err := conn.Push(&cluster.Message{
Route: 1,
Data: &greetReq{
Message: fmt.Sprintf("I'm client, and the current time is: %s", xtime.Now().Format(xtime.DateTime)),
},
})
if err != nil {
log.Errorf("push message failed: %v", err)
}
}
type greetReq struct {
Message string `json:"message"`
}
type greetRes struct {
Code int `json:"code"`
Message string `json:"message"`
}
8.启动客户端
$ go run main.go
____ __ ________
/ __ \/ / / / ____/
/ / / / / / / __/
/ /_/ / /_/ / /___
/_____/\____/_____/
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
| [Website] https://github.com/dobyte/due |
| [Version] v2.1.0 |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Global────────────────────────┐
| PID: 27801 |
| Mode: debug |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Client────────────────────────┐
| Name: client |
| Codec: json |
| Protocol: ws |
| Encryptor: - |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
INFO[2024/07/03 14:53:08.969845] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:08]
INFO[2024/07/03 14:53:09.983827] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:09]
INFO[2024/07/03 14:53:10.986592] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:10]
INFO[2024/07/03 14:53:11.988530] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:11]
INFO[2024/07/03 14:53:12.991217] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:12]
INFO[2024/07/03 14:53:13.995049] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:13]
12.压力测试
1.压测机器
Ubuntu 20.04.6 LTS 13th Gen Intel(R) Core(TM) i5-13400F 16GB
2.压测结果
____ __ ________
/ __ \/ / / / ____/
/ / / / / / / __/
/ /_/ / /_/ / /___
/_____/\____/_____/
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
| [Website] https://github.com/dobyte/due |
| [Version] v2.1.0 |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Global────────────────────────┐
| PID: 28660 |
| Mode: debug |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Client────────────────────────┐
| Name: client |
| Codec: json |
| Protocol: tcp |
| Encryptor: - |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
server : tcp
concurrency : 50
latency : 4.741343s
data size : 1.00KB
sent requests : 1000000
received requests : 1000000
throughput (TPS) : 210910
--------------------------------
server : tcp
concurrency : 100
latency : 4.697039s
data size : 1.00KB
sent requests : 1000000
received requests : 1000000
throughput (TPS) : 212900
--------------------------------
server : tcp
concurrency : 200
latency : 4.447127s
data size : 1.00KB
sent requests : 1000000
received requests : 1000000
throughput (TPS) : 224864
--------------------------------
server : tcp
concurrency : 300
latency : 5.616742s
data size : 1.00KB
sent requests : 1000000
received requests : 1000000
throughput (TPS) : 178039
--------------------------------
server : tcp
concurrency : 400
latency : 4.726411s
data size : 1.00KB
sent requests : 1000000
received requests : 1000000
throughput (TPS) : 211577
--------------------------------
server : tcp
concurrency : 500
latency : 5.054949s
data size : 1.00KB
sent requests : 1000000
received requests : 1000000
throughput (TPS) : 197825
--------------------------------
server : tcp
concurrency : 1000
latency : 5.486149s
data size : 1.00KB
sent requests : 1000000
received requests : 1000000
throughput (TPS) : 182277
--------------------------------
server : tcp
concurrency : 1000
latency : 7.753779s
data size : 2.00KB
sent requests : 1000000
received requests : 1000000
throughput (TPS) : 128969
--------------------------------
本测试结果仅供参考，详细测试用例代码请查看due-benchmark
13.其他组件
- 日志组件
- zap: github.com/dobyte/due/log/zap/v2
- logrus: github.com/dobyte/due/log/logrus/v2
- aliyun: github.com/dobyte/due/log/aliyun/v2
- tencent: github.com/dobyte/due/log/zap/v2
- 网络组件
- ws: github.com/dobyte/due/network/ws/v2
- tcp: github.com/dobyte/due/network/tcp/v2
- kcp: github.com/dobyte/due/network/kcp/v2
- 注册发现
- etcd: github.com/dobyte/due/registry/etcd/v2
- consul: github.com/dobyte/due/registry/consul/v2
- nacos: github.com/dobyte/due/registry/nacos/v2
- 传输组件
- grpc: github.com/dobyte/due/transporter/grpc/v2
- rpcx: github.com/dobyte/due/transporter/rpcx/v2
- 定位组件
- redis: github.com/dobyte/due/locate/redis/v2
- 事件总线
- redis: github.com/dobyte/due/eventbus/redis/v2
- nats: github.com/dobyte/due/eventbus/nats/v2
- kafka: github.com/dobyte/due/eventbus/kafka/v2
- Web组件
- http: github.com/dobyte/due/component/http/v2
- 配置中心
- etcd: github.com/dobyte/due/config/etcd/v2
- consul: github.com/dobyte/due/config/consul/v2
- nacos: github.com/dobyte/due/config/nacos/v2
- 缓存组件
- redis: github.com/dobyte/due/cache/redis/v2
14.其他客户端
15.详细示例
16.三方示例
<ul> <li style="line-height:30px;padding: 5px 0;"> <a style="line-height: 30px;float: left;" href="https://github.com/Zekiee"><img alt="Zekiee" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/69623693?v=4" style="width:30px;height:30px;display:block;border-radius:50%;"></a> <a style="line-height: 30px;float: left;margin-left: 10px;" href="https://github.com/Zekiee/due-game-example">due-game-example</a> </li> <li style="line-height:30px;padding: 5px 0;"> <a style="line-height: 30px;float: left;" href="https://github.com/lingfan"><img alt="lingfan" src="https://avatars.githubusercontent.com/u/455872?v=4" style="width:30px;height:30px;display:block;border-radius:50%;"></a> <a style="line-height: 30px;float: left;margin-left: 10px;" href="https://github.com/lingfan/due-v2-example">due-v2-example</a> </li> </ul>17.交流与讨论
<img title="" src="group_qrcode.jpeg" alt="交流群" width="175"><img title="" src="personal_qrcode.jpeg" alt="个人二维码" width="177">
个人微信：yuebanfuxiao