浅谈网络游戏内存数据库的设计(1)

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网络游戏的数据变动比较频繁,如果每次数据变动都刷往后端数据库,会导致数据库不负重荷。在游戏逻辑和数据库间提供一层缓冲服务,有利于减轻这重压力.

首先,网络游戏的数据在数据库中是以表的形式保存的,每个玩家的数据占用其中的一行或几行.以玩家基本属性为例:

基本表: chainfo

表结构:chaid,chaname,hp,mp,maxhp,maxmp ...

为此,内存数据库将建立针对行集和行数据的抽象。为了提高查询的效率,在内存中建立一个大的hash-table,hash-table中只支持两种数据结构:变长的list和定长

的array.list用以表示集,array表示数据行.根据建立的逻辑索引,数据库中的一个表,在hash-table中可能会存放在多处.以玩家任务表为例:

chaid,missionid ...

chaid和missionid一起建立了一个唯一的数据库索引,但可以为它建立两个逻辑索引,chaid和chaid,missionid.

这样,当用户上线时(假设用户id为1001),将导入所有chaid==1001的行,在hash-table中建立一个list,这个list中的每个元素都是一个array,每个array表示一个任

务记录行,list就是这个玩家所有任务的集合,如果游戏逻辑需要获取这个玩家的任务列表,可以通过以下key获取"mission,chaid,1001".当然仅有一个行集是不够的,

因为当用户的某个任务数据变动时,必须遍历list,找到正确的array再将变动更新到正确的array中.而网络游戏中最频繁的就是更新操作了,为了提高效率,为每一个

任务行建立一个逻辑索引"chaid,missionid",将任务对应的数据行也存放在hash-table中,这样如果1001号玩家希望改变他的2号任务的数据,则可以发key="mission,

chaid,missionid,1001,2"后跟变更数据.来改变2号任务的数据.

下面贴出代码片段,介绍核心的存储数据结构.

  1. enum 
  2.     INT8 = 0, 
  3.     INT16, 
  4.     INT32, 
  5.     INT64, 
  6.     DOUBLE, 
  7.     STRING, 
  8.     BINARY, 
  9. }; 
  10.  
  11. typedef struct basetype 
  12.     int8_t type;//the real type 
  13.     void  *data; 
  14. }*basetype_t; 
  15.  
  16. struct db_type_string 
  17.     struct basetype base
  18.     int32_t size; 
  19. }; 
  20.  
  21. struct db_type_binary 
  22.     struct basetype base
  23.     int32_t size; 
  24. }; 

首先是基本的数据元素,也就是array可以存放的元素类型,分别是4种整型,double,字符串和二进制数据.

  1. enum 
  2.     DB_LIST = 1, 
  3.     DB_ARRAY, 
  4. }; 
  5.  
  6. typedef struct db_element 
  7.     struct refbase ref
  8.     int32_t hash_index;//index in global_table 
  9.     int8_t type; 
  10. }*db_element_t; 
  11.  
  12. db_element_t db_element_acquire(db_element_t,db_element_t); 
  13. void db_element_release(db_element_t*); 
  14.  
  15.  
  16. //represent a db row 
  17. typedef struct db_array 
  18.     struct db_element base
  19.     int32_t     size; 
  20.     basetype_t* data;  
  21. }*db_array_t; 
  22.  
  23.  
  24. db_array_t db_array_create(int32_t size); 
  25. db_array_t db_array_acquire(db_array_t,db_array_t); 
  26. void       db_array_clear(db_array_t);//clear the data 
  27. void       db_array_release(db_array_t*); 
  28.  
  29.  
  30. //get/set one element of the db row 
  31. basetype_t db_array_get(db_array_t,int32_t index); 
  32. void       db_array_set(db_array_t,int32_t index,basetype_t); 
  33.  
  34. struct db_node 
  35.     list_node  next; 
  36.     db_array_t array; 
  37. }; 
  38.  
  39. //represent db row set 
  40. typedef struct db_list 
  41.     struct db_element base
  42.     struct link_list *l; 
  43.      
  44. }*db_list_t; 
  45.  
  46. db_list_t db_list_create(); 
  47. db_list_t db_list_acquire(db_list_t,db_list_t); 
  48. void      db_list_release(db_list_t*); 
  49. int32_t   db_list_append(db_list_t,db_array_t); 
  50. int32_t   db_list_size(db_list_t); 
  51. int32_t   db_list_shrink(db_list_t); 

然后是array和list的定义,他们都继承自db_element_t,而hash_table中的元素正是db_element_t.array和list都实现了引用计数,这样当所有引用都释放时,可以被正

确的销毁。这里要注意的是,一个array可能被存放在多个list中,这样,当一个数据行被删除时,必须让所有的list知道这个数据已经无效。我的做法不是在array被删

除时通知所有的list删除对应的array,而是通过db_array_clear,清除array中存放的有效数据。然后通过一个算法,定期对数据占用最多的list执行shrink,以销毁失效的

array.

  1. typedef struct global_table *global_table_t; 
  2.  
  3. global_table_t global_table_create(int32_t initsize); 
  4. void           global_table_destroy(global_table_t*); 
  5.  
  6.  
  7. db_element_t   global_table_find(global_table_t,const char *key); 
  8. int32_t        global_table_remove(global_table_t,const char *key); 
  9. int32_t        global_table_add(global_table_t,const char *key,db_element_t e); 
  10.  
  11. //collect unused db_element_t 
  12. void           global_table_shrink(global_table_t); 

然后是hash_table的定义,只向外提供三个操作接口,分别是查找,删除和添加.对于添加操作,如果最开始往一个hash slot添加的是一个array,当再次往这个slot添加

一个array时,将会自动将slot中的元素从array提升为list,并将两个array都添加到这个list中.

下面是一些测试代码:

  1. #include <stdio.h> 
  2. #include "global_table.h" 
  3.  
  4.  
  5. int main() 
  6.     global_table_t gtb = global_table_create(1024); 
  7.      
  8.     db_array_t a1 = db_array_create(3); 
  9.     db_array_t a2 = db_array_create(3); 
  10.     db_array_t a3 = db_array_create(3); 
  11.     db_array_t a4 = db_array_create(3); 
  12.      
  13.     db_array_set(a1,0,basetype_create_int32(10)); 
  14.     db_array_set(a1,1,basetype_create_int32(11)); 
  15.     db_array_set(a1,2,basetype_create_int32(12)); 
  16.      
  17.     db_array_set(a2,0,basetype_create_int32(20)); 
  18.     db_array_set(a2,1,basetype_create_int32(21)); 
  19.     db_array_set(a2,2,basetype_create_int32(22)); 
  20.      
  21.     db_array_set(a3,0,basetype_create_int32(30)); 
  22.     db_array_set(a3,1,basetype_create_int32(31)); 
  23.     db_array_set(a3,2,basetype_create_int32(32)); 
  24.      
  25.     db_array_set(a4,0,basetype_create_int32(40)); 
  26.     db_array_set(a4,1,basetype_create_int32(41)); 
  27.     db_array_set(a4,2,basetype_create_int32(42)); 
  28.      
  29.     global_table_add(gtb,"kenny",(db_element_t)a1); 
  30.     global_table_add(gtb,"kenny",(db_element_t)a2); 
  31.     global_table_add(gtb,"kenny",(db_element_t)a3); 
  32.     global_table_add(gtb,"kenny",(db_element_t)a4); 
  33.     global_table_add(gtb,"kenny1",(db_element_t)a1); 
  34.     global_table_add(gtb,"kenny2",(db_element_t)a2); 
  35.     global_table_add(gtb,"kenny3",(db_element_t)a3); 
  36.     global_table_add(gtb,"kenny4",(db_element_t)a4); 
  37.          
  38.          
  39.     //test search     
  40.     db_list_t l = (db_list_t)global_table_find(gtb,"kenny"); 
  41.      
  42.     printf("the row size of kenny(a db_list_t):%d\n",db_list_size(l)); 
  43.      
  44.     printf("element of a1:key(kenny1):"); 
  45.     db_array_t _a = (db_array_t)global_table_find(gtb,"kenny1"); 
  46.     int i = 0; 
  47.     for( ; i < 3; ++i) 
  48.     { 
  49.         basetype_t b = db_array_get(_a,i); 
  50.         printf("%d ",basetype_get_int32(b)); 
  51.     } 
  52.     printf("\n"); 
  53.      
  54.     printf("element of a2:key(kenny2):"); 
  55.     _a = (db_array_t)global_table_find(gtb,"kenny2"); 
  56.     i = 0; 
  57.     for( ; i < 3; ++i) 
  58.     { 
  59.         basetype_t b = db_array_get(_a,i); 
  60.         printf("%d ",basetype_get_int32(b)); 
  61.     } 
  62.      
  63.     printf("\n"); 
  64.      
  65.     printf("element of a3:key(kenny3):"); 
  66.     _a = (db_array_t)global_table_find(gtb,"kenny3"); 
  67.     i = 0; 
  68.     for( ; i < 3; ++i) 
  69.     { 
  70.         basetype_t b = db_array_get(_a,i); 
  71.         printf("%d ",basetype_get_int32(b)); 
  72.     } 
  73.      
  74.     printf("\n"); 
  75.      
  76.     printf("element of a4:key(kenny4):"); 
  77.     _a = (db_array_t)global_table_find(gtb,"kenny4"); 
  78.     i = 0; 
  79.     for( ; i < 3; ++i) 
  80.     { 
  81.         basetype_t b = db_array_get(_a,i); 
  82.         printf("%d ",basetype_get_int32(b)); 
  83.     } 
  84.      
  85.     printf("\n"); 
  86.      
  87.     db_array_release(&a4); 
  88.     global_table_remove(gtb,"kenny4"); 
  89.     /* shrink will cause the refcount of a4 reduce to zero, 
  90.      * then a4 will be destroyed 
  91.     */ 
  92.     db_list_shrink(l); 
  93.      
  94.     printf("the row size of kenny(a db_list_t),after remove and shrink: %d\n",db_list_size(l));         
  95.      
  96.     db_array_release(&a1); 
  97.     db_array_release(&a2); 
  98.     db_array_release(&a3); 
  99.      
  100.      
  101.      
  102.     printf("destroy global table,this will cause all element destroyed\n"); 
  103.     global_table_destroy(&gtb); 
  104.      
  105.     return 0; 

本篇仅仅介绍了核心的数据结构,后端的数据库交互策略,网络前端,备份处理和分布式多缓存将在后面慢慢介绍.

 代码地址:https://github.com/sniperHW/kendylib dbcahce目录

原文链接:http://www.cnblogs.com/sniperHW/archive/2012/08/11/2634052.html

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责任编辑:彭凡 来源: 博客园
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