从零开始搭建游戏服务器 第一节 创建一个简单的服务器架构
引言
由于现在java web太卷了，所以各位同行可以考虑换一个赛道，做游戏还是很开心的。
本篇教程给新人用于学习游戏服务器的基本知识，给新人们一些学习方向，有什么错误的地方欢迎各位同行进行讨论。
技术选型
本篇教程预计使用Java+Redis+Mongo
正文
本着先完成再完美的原则，从最简单的echo服务器开始。
Echo服务器就是，客户端发什么数据，服务端就原样返回回去。
创建基础架构
IDEA创建项目
我这边用Gradle进行依赖管理，使用的版本为 gradle8.0.2, openjdk19.
修改build.gradle导入几个基础开发包。
dependencies {
//网络
implementation group: 'io.netty', name: 'netty-all', version: '4.1.90.Final'
//spring
implementation group: 'org.springframework', name: 'spring-context', version: '6.0.6'
//log
implementation group: 'org.slf4j', name: 'slf4j-api', version: '1.7.36'
implementation group: 'ch.qos.logback', name: 'logback-core', version: '1.2.11'
implementation group: 'ch.qos.logback', name: 'logback-access', version: '1.2.11'
implementation group: 'ch.qos.logback', name: 'logback-classic', version: '1.2.11'
//lombok
compileOnly group: 'org.projectlombok', name: 'lombok', version: '1.18.24'
}
创建Bean配置类
@Configuration
@ComponentScan(basePackages = {"com.wfgame"})
public class GameBeanConfiguration {
}
创建主类
@Component
@Slf4j
public class GameMain {
public static void main(String[] args) {
// 初始化Spring
AnnotationConfigApplicationContext springContext = new AnnotationConfigApplicationContext(GameBeanConfiguration.class);
springContext.start();
log.info("server start!");
}
}
运行一下，正常输出server start！
我们会发现，程序执行后马上停止了，对于游戏服务器来说，我们需要保持运行状态，等待玩家接入进行游戏。所以我们main中增加一个循环，不停读取控制台输入，当读取到控制台输入stop时，我们再进行停服。
修改main方法如下：
public static void main(String[] args) {
// 初始化Spring
AnnotationConfigApplicationContext springContext = new AnnotationConfigApplicationContext(GameBeanConfiguration.class);
springContext.start();
log.info("server start!");
//region 处理控制台输入，每秒检查一遍 stopFlag，为true就跳出循环，执行关闭操作
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
// 设置循环使服务器不立刻停止
while (true) {
if (stopFlag) {
log.info("receive stop flag, server will stop!");
break;
}
// 每次循环停止一秒，避免循环频率过高
try {
Thread.sleep(1000L);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//处理控制台指令
try {
if (br.ready()) {
String cmd = br.readLine().trim();
if (cmd.equals("stop")) {//正常关服
stopFlag = true;
log.info("Receive stop flag, time to stop.");
} else {
log.info("Unsupported cmd：{}", cmd);
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
//停掉虚拟机
System.exit(0);
}
这样我们就获得了一个可以控制停服的服务器。当我们控制台输入stop时，程序结束运行。
添加Netty监听端口
要与客户端进行TCP连接，需要建立socket通道，然后通过socket通道进行数据交互。
传统BIO一个线程一个连接，有新的连接进来时就要创建一个线程，并持续读取数据流，当这个连接发送任何请求时，会对性能造成严重浪费。
NIO一个线程通过多路复用器可以监听多个连接，通过轮询判断连接是否有数据请求。
Netty对java原生NIO进行了封装，简化了代码，便于我们的使用。
Netty的包我们之前已经导入过了，直接拿来用即可。
首先我们创建一个Netty自定义消息处理类。
@Sharable
public class NettyMessageHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Object> {
/**
* 读取数据
*/
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
this.doRead(ctx, msg);
}
private void doRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
System.out.println("received msg = : " + msg);
// 马上将原数据返回
ctx.writeAndFlush(msg);
}
}
然后编写Netty服务器启动代码，我们修改GameMain类的代码
@Component
@Slf4j
public class GameMain {
// 停服标志
private static boolean stopFlag = false;
public static void main(String[] args) {
// 初始化Spring
AnnotationConfigApplicationContext springContext = new AnnotationConfigApplicationContext(GameBeanConfiguration.class);
springContext.start();
// 启动Netty服务器
try {
startNetty();
log.info("Netty server start!");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
log.info("server start!");
//region 处理控制台输入，每秒检查一遍 stopFlag，为true就跳出循环，执行关闭操作
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
// 设置循环使服务器不立刻停止
while (true) {
if (stopFlag) {
log.info("receive stop flag, server will stop!");
break;
}
// 每次循环停止一秒，避免循环频率过高
try {
Thread.sleep(1000L);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//处理控制台指令
try {
if (br.ready()) {
String cmd = br.readLine().trim();
if (cmd.equals("stop")) {//正常关服
stopFlag = true;
log.info("Receive stop flag, time to stop.");
} else {
log.info("Unsupported cmd：{}", cmd);
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
//停掉虚拟机
System.exit(0);
}
/**
* 启动netty服务器
*/
private static void startNetty() throws InterruptedException {
int port = 2333;
log.info("Netty4SocketServer start---Normal, port = " + port);
final NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(2);
final NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.group(bossGroup, workerGroup);
bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);
bootstrap.option(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true);//允许重用端口
bootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 512);//允许多少个新请求进入等待
bootstrap.option(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT);//是否使用内存池
bootstrap.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // 保持连接活动
bootstrap.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, false); // 禁止Nagle算法等待更多数据合并发送，提高信息及时性
bootstrap.childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT);//是否使用内存池
final NettyMessageHandler handler = new NettyMessageHandler();
bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ChannelPipeline cp = ch.pipeline();
cp.addLast(new StringDecoder());
cp.addLast(new StringEncoder());
cp.addLast("handler", handler);
}
});
// 绑定并监听端口
bootstrap.bind(port).sync();//线程同步阻塞等待服务器绑定到指定端口
// 优雅停机
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}));
log.info("Netty4SocketServer ok,bind at :" + port);
}
我们先创建了一个startNetty()方法，用于启动Netty服务器，同时绑定了端口2333
我们要注意一下initChannel这块代码，我们注册了String编码解码器，他们是用换行符作为一个消息的结束标志，因此我们等下通过客户端发送消息过来需要在行尾添加换行符。同时将我们自定义的消息处理类也注册进pipeline中，当客户端发送消息过来，先通过StringDecoder进行解码，然后流入自定义处理类中进行下一步处理。
至此服务端Netty接入完毕，我们下面编写一个客户端进行测试。
编写客户端进行测试
我们增加了ClientMain类，用socket与服务器进行连接，读取控制台输入上行到服务器，同时接受服务器下行的消息。
public class ClientMain {
private static Socket socket = null;
private static BufferedReader br = null;
private static BufferedWriter writer = null;
private static BufferedReader receivedBufferedReader = null;
public static void main(String[] args) {
// 新增连接到服务器
startSocket();
}
/**
* 启动socket连接
*/
private static void startSocket() {
try {
socket = new Socket("127.0.0.1", 2333);
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
receivedBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
new Thread(() -> {
try {
while (true) {
Thread.sleep(1000L);
String s = receivedBufferedReader.readLine();
if (s!=null && !s.equals("")) {
System.out.println("receive: " + s);
}
}
} catch (IOException | InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
while (true) {
Thread.sleep(1000L);
if (br.ready()) {
writer.write(br.readLine().trim() + "n");
writer.flush();
}
}
} catch (IOException | InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (receivedBufferedReader != null) {
receivedBufferedReader.close();
}
if (writer != null) {
writer.close();
}
if (br != null) {
br.close();
}
if (socket != null) {
socket.close();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
测试一下，我们先运行服务器，再运行客户端。
在客户端控制台下输入测试信息。
可以成功进行信息交互
总结
本节一共做了这么几件事：
- 项目的初步创建，通过build.gradle进行依赖包的管理。
- Netty服务器的启动，并且不断监听控制台输入，客户端上行数据的读取。
- 编写测试用客户端，与服务器进行数据交互。
下一节将进行注册登录的开发，内容将会比较多，感兴趣的点点关注或者留言评论。