游戏服务器的思考之二：游戏系统的封闭性
前一篇文章讲过，游戏服务器的设计哲学是在一个封闭的环境内，针对各个环节优化以达到最大的性能。如何处置数据是达到高性能的关键问题，一般成熟的游戏公司，其实很少面临数据处理方面的压力（现在开始流行的全球同服游戏可能是个挑战），这是由于他们都有一套很成熟的技术方案了。
我们这个团队由于一开始是做web系统的，在这个基础问题上很是挣扎了一番。下面，就我们的经验大体讲述一下我们对游戏数据的分类及处置方案。
1、静态配置数据
静态配置数据就是指那些在运行过程中基本不会发生变化的数据，比如角色的技能、道具属性等，静态配置数据推荐使用静态文件来存储，我们的做法是由策划将这些数据编写成excel文件，技术人员通过工具脚本导出两份，一份给客户端使用，一份给服务器使用。具体的导出格式并不重要：我们的项目中，前端导出的是lua脚本，后端导出的是json文件。
这种存储方式的优点：
1）读取效率高，技术实现简单：
就是一段读取本地文件的代码而已，简单意味着不容易出错；
2）策划、前端、后端对数据模型达成高度的一致性：
这点对一个复杂的游戏来说是很重要的，游戏试图刻画一个虚拟的世界，再简单的游戏，它内部创造的概念名词以及这些概念之间的关系，也比其他互联网应用多得多。一组配置文件对这个世界建立了一个静态模型，如果大家对这个模型认识、表达不一致，结果是灾难性的。相比长篇大论的需求文档，一组配置文件要精确太多了；
3）维护修改简单：
游戏一般包含大量的静态配置数据，这个数据是由策划人员维护的，在产品的生命周期内，策划更愿意编辑静态文件而不是一堆数据库表；
4）方便灰度发布
静态文件伴随代码一起部署，线上环境和灰度环境互不影响。
缺点：不支持在线修改
我们通过技术手段实际上做到了可以在线修改：方式是通过推送修改后的文件到服务器，再通知服务器重新加载这个文件；这个过程需要技术来执行，显然不是一个常规操作。但静态数据之所是静态数据，是由于他的本质特性决定的，试想一下角色技能应该被经常修改吗？用户玩游戏的过程中突然多出一种从未见过技能是什么感受？在游戏这个业务里是说不通的，会破坏游戏世界的一致性和完整性。实际的情况下，静态数据需要在线调整的原因是：发现某个数值配置错误而进行微调，这不是一种常规的运营手段，所以“不那么方便”是可以接受的。
2、动态配置数据
配置数据总体上来说是很少发生变化的，但是我们仍然期望某些数据在需要时可以方便地修改（不需要技术人员的干预）。由于这种数据可以从外部修改，所以就必须要放在数据库里面了，但是由于他很少变化，所每次都从数据库或者缓存里面去拉取就显得效率太低。我们的系统采取的是一种3级存储的方案：数据库+redis+服务器内存。原始数据存储在数据库表里面，运营人员可以通过GM工具对数据库表里面的数据进行修改，然后通过一个指令来告诉主服务器”数据发生了变化“，主服务器把数据库表的数据加载到redis里面，再发出一个广播通知，所有的游戏服务器接受到这个通知，重新从redis里面拉取数据到内存里。
动态配置数据和静态配置数据最大的区别是：对它的修改是一种常规的运营需求，比如一个充值活动的起止时间，一个抽奖系统的概率干涉等等；两者之间有时并没有明显的界限，决策依据取决于对需求的理解，以及开发和运营之间的共识。还是拿抽奖系统来举例，策划准备了两套概率配置，希望运营依据运行的具体情况进行调整；那么这两套概率都是静态配置，那个切换的”开关“是动态配置。
这类数据按理不会太多，否则说明策划的想法有问题。
3、全局状态数据
有些数据是全局共享，并且变化也比较频繁，代表游戏运行某种全局状态，比如博彩游戏的总奖池状态或者棋牌游戏的房间列表，这些数据必须放到redis缓存系统，并进行实时的同步访问，幸好这样的数据一般不多。这些数据一般不需要持久化，在服务器重启的时候适当地初始化就好。
4、用户数据
用户数据包括基本属性（昵称、头像）、财富数据（金币、道具）、角色数据、任务状态数据等，可以说游戏里面用户相关的数据远远多于web系统。
这些数据又多又读写频繁，如果每次操作都访问数据库或缓存系统肯定是妨碍性能的，因此一般采取的策略是将数据加载到服务器内存，在需要的时候才同步到缓存中心或数据库。
这种延时同步的策略必然存在一致性风险：
1）不同服务器之间数据不同步：用户进入不同游戏场景会被分配到不同的服务器实例，系统要确保各服务器之间的用户数据是同步的。用户数据在某个时间段会驻留在特定的服务器实例上，要保证在切换服务器之前数据做了同步。
2）服务器内存与数据库的不同步：数据库存储的数据状态总是滞后的，这种滞后性并不是特别大的问题（参见“游戏系统的封闭性”)，为了减少这种滞后性对运营造成的困扰，可以加上定时同步（周期不要太长）的机制。
3）服务器宕机导致数据丢失：定时同步能减少这种风险，在某些特定时机（比如用户获得特别大额的金币）进行立即同步也能减少风险。此外就只能依靠服务器本地日志了，通过将数据变化同步地写入日志文件，可以在宕机时用于恢复数据。实际上，在宕机时发生小量的数据丢失，给用户一个统一的小额补偿往往就够了，说到底游戏数据不是金融数据。
有很多游戏系统将用户相关的数据分成几块，每块打包成json或二进制数据块，作为一个字段放在数据表里面。这种完全不同于web系统的数据存储方案是有道理的：
1）游戏里面数据更新虽然频繁，但并不会实时入库；需要入库时，写入效率更佳；
2）游戏里面涉及的数据结构特别复杂，如果采用分散字段的方式来存储，造成表结构复杂，后期的表结构调整也是个麻烦事
3）数据库里面的数据可以直接抛给客户端；
5）数据备份更容易。
这样的数据字段没法在外部通过sql进行读写和统计，你得提供一套完整的运营工具来做这些事情。有些游戏系统会做一个折中方案，某些重要的字段独立存储（比如用户ID，账号、金币），其他的打包存储（我们的游戏系统也在往这个方向发展）。
由于历史原因，目前我们的用户数据存储方案设计有点偏web系统，数据库表比较多，大概可分成3类
A、用户属性数据和财产数据：诸如昵称、金币、道具等数据
这些数据是最重要的数据，需要定期做数据库备份，一旦出现重大漏洞和运营事故，要做数据回档。
B、有时效的数据：比如任务、签到等
这一类数据一般在一个固定的期限内只有一条有效记录，可以按时间戳来生成新的记录，老的记录由dba定期删除就好（比如保留最近7天），这样程序逻辑会比较简单，也能保留一定的历史记录。
C、日志数据：比如各种战斗记录，金币流水等
这一类数据写入量比较大，一般单独一个数据库来存放，然后做定期的删除（比如保留最近20天）。此类数据可以用来辅助客服工作，以及在出现小的bug和运营事故时作为补偿用户的依据。
5、流失用户数据备份：
游戏运行久了，就有很多的流失用户，这些用户的信息停留在系统里面，会慢慢影响数据库的性能，对不分服的棋牌游戏来说，这个问题必须要处理。对于分服的游戏来说，为了提高硬件的利用效率，在一组服务器用户流失多了以后，也会考虑合并多组服务器的活跃用户数据以节省硬件资源。
我们做的是棋牌游戏，所以是不分服的，解决垃圾用户数据问题的方案是：定期将不活跃的用户（比如半年没有登录)数据，放到一个静默用户数据表里面，当用户登录的时候先去活跃表里面查找，如果找不到，就去静默表查找；如果在静默表里面找到用户数据，就将他恢复到在线表里面来。按照上面的分类定义，只有A类数据需要转移，所以需要转移的数据实际上并不太多。
这样，对活跃用户来说，他的登录时间是比较快的；对于新用户来说，第一次登陆会额外增加一次在静默表查找用户的时间；对于流失又回来的用户，会增加一个恢复数据的时间。为了防止静默表越来越大，可以设定一个规则，如果用户数据在静默表又待了1年，那么可以考虑将它的数据直接删除，另外对于身上没有什么财富的流失玩家，其实可以更早一点将他删除，比如半年甚至更短。
只有上面所述的A类数据是需要备份的，所有有时效的数据，我们都不备份（我们倾向于相信，一个静默用户的这类数据早就失效了）。由于用户的数据被存储到多个数据表，对所有这些数据库表分别做备份，非常繁琐，而且一旦数据库表调整，对应备份表的也要作调整，非常麻烦。为了解决这个问题，我们在备份流失用户的数据时，将用户所有需要备份的数据打包成一个json，存到备份表的一个字段（上面说了，有很多游戏的用户数据本来就是这么存储的，备份就很easy了）。在恢复备份数据时候，就解析这个数据块并分别写入不同的数据库表。
