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結城明日奈/cellnet

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README
MIT

cellnet

Build Status Go Report Card MIT licensed GoDoc

cellnet是一个高性能,简单,方便的开源服务器网络库

自由混合编码,业务代码无需调整。

TCP和html5的应用都可以直接使用cellnet迅速搭建服务器框架。

与Java的Netty或Mina网络库类似的Handler机制将给予强大定制功能。

特性

数据协议

  • 编码支持:

  • 支持混合编码收发

    • 与Unity3D+Lua使用sproto通信

    • 与其他语言编写的服务器使用protobuf

    • 与web服务器使用json通信

    无论使用何种协议, 使用cellnet响应/收发消息的写法都保持一致

  • 传输协议支持:

    • TCP(基于Type-Length-Value私有协议)

    • WebSocket

基于handler处理链

  • 自定义, 组装收发流程, 包头等

  • 支持专有日志调试, 方便查看处理流程

队列及IO

  • 支持多个队列, 实现单线程/多线程收发处理消息

  • 发送时自动合并封包(性能效果决定于实际请求和发送比例)

RPC

  • 异步/同步远程过程调用

消息日志

  • 可以方便的通过日志查看收发消息的每一个字段消息

第三方库依赖

  • github.com/davyxu/golog

  • github.com/davyxu/goobjfmt

编码包可选支持

  • github.com/golang/protobuf

  • github.com/davyxu/gosproto

websocket可选支持

  • github.com/gorilla/websocket

获取+编译

	go get -u -v github.com/davyxu/cellnet

例子主要采用了protobuf做编码,因此需要安装protobuf支持

	go get -v github.com/golang/protobuf

性能测试

命令行: go test -v github.com/davyxu/cellnet/benchmark/io

平台: Windows 7 x64/CentOS 6.5 x64

测试用例: localhost 1000连接 同时对服务器进行实时PingPong测试

配置1: i7 6700 3.4GHz 8核

IOPS: 12.5w

配置2: i5 4590 3.3GHz 4核

IOPS: 10.1w

样例



func server() {

	queue := cellnet.NewEventQueue()

	p := socket.NewAcceptor(queue).Start("127.0.0.1:7201")

	cellnet.RegisterMessage(p, "gamedef.TestEchoACK", func(ev *cellnet.Event) {
		msg := ev.Msg.(*gamedef.TestEchoACK)

		log.Debugln("server recv:", msg.Content)

		ev.Send(&gamedef.TestEchoACK{
			Content: msg.String(),
		})

	})

	queue.StartLoop()

}

func client() {

	queue := cellnet.NewEventQueue()

	p := socket.NewConnector(queue).Start("127.0.0.1:7301")

	cellnet.RegisterMessage(p, "gamedef.TestEchoACK", func(ev *cellnet.Event) {
		msg := ev.Msg.(*gamedef.TestEchoACK)

		log.Debugln("client recv:", msg.Content)
	})

	cellnet.RegisterMessage(p, "coredef.SessionConnected", func(ev *cellnet.Event) {

		log.Debugln("client connected")

		ev.Send(&gamedef.TestEchoACK{
			Content: "hello",
		})

	})

	cellnet.RegisterMessage(p, "coredef.SessionConnectFailed", func(ev *cellnet.Event) {

		msg := ev.Msg.(*coredef.SessionConnectFailed)

		log.Debugln(msg.Reason)

	})

	queue.StartLoop()
}

目录功能

benchmark           性能测试用例

proto               cellnet内部的proto

    binary          内部系统消息,rpc消息

    pb              protobuf消息(內部測試用)

    sproto          sproto的消息(內部測試用)

protoc-gen-msg      protobuf的protoc插件, 消息id生成, 使用pb编码时使用

objprotogen         binary格式的消息绑定工具, 使用binary编码时使用

rpc                 异步远程过程调用封装

socket              套接字,连接管理等封装

example             例子

    chat            聊天服务器例子

    echo_websocket  websocket服务器例子

tests               测试用例

timer               计时器接口

util                工具库

运行聊天例子

运行 服务器

cd examples/chat/server

go run main.go

运行 客户端

cd examples/chat/client

go run main.go

随后, 在命令行中输入hello后打回车, 就可以看到服务器返回


sid1 say: hello

协议生成

这个例子中实现了最简单的客户端与服务器通信

通信使用examples/chat/proto/chat.proto的protobuf协议定义

修改协议后, 可使用GenerateProto.bat进行协议生成

生成代码时, 会编译protoc-gen-go和protoc-gen-msg两个插件

配合protobuf的协议编译器protoc.exe, 分别生成chatproto目录下的chat.pb.go和msgid.go两个文件

术语及概念

队列

队列在cellnet中使用cellnet.Queue接口, 底层由带缓冲的channel实现

在cellnet中, 队列根据实际逻辑需要定制数量. 但一般情况下, 仅需要1个队列

使用下列代码使用队列

    queue := cellnet.NewEventQueue()

    // 启动队列
    queue.StartLoop()

    // 这里添加队列使用代码

    // 等待队列结束, 调用queue.StopLoop(0)将退出阻塞
    queue.Wait()

当在多线程环境中, 需要将逻辑排队执行时, 我们只需要这样写:

    queue.Post(func() {
		fmt.Println("hello")
	})

我们使用的消息, 在底层就是通过queue.Post() 传入我们给定的回调进行处理的

提示

队列对于使用cellnet的服务器程序不是必须的.不使用队列时, 所有消息的处理将是并发在多线程下

侦听和接受连接

使用如下代码创建一个接受器(Acceptor)

    queue := cellnet.NewEventQueue()

    peer := socket.NewAcceptor(queue)

    peer.Start("127.0.0.1:8801")

底层将自动完成侦听, 接受连接, 错误抛出, 断开处理等复杂操作

提示

  • cellnet将系统事件, 错误和用户消息均视为消息, 并可以被注册回调后处理, 接口都是统一的

接受器可接收的系统消息可以用下面代码注册并响应:

cellnet.RegisterMessage(peer, "coredef.SessionAccepted", func(ev *cellnet.Event) {		
    // 其他会话连接时
})

cellnet.RegisterMessage(peer, "coredef.SessionAcceptFailed", func(ev *cellnet.Event) {		
    // 其他会话连接失败时
})

发起连接

使用如下代码创建一个连接器(Connector)

    queue := cellnet.NewEventQueue()

    peer := socket.NewConnector(queue)

    peer.Start("127.0.0.1:8801")

底层将自动完成连接; 如果发生断开, 可以通过如下代码设置自动重连

    // 设置连接超时2秒后自动重连
    peer.(socket.Connector).SetAutoReconnectSec(2)

连接器也可以接收系统事件, 如:

cellnet.RegisterMessage(peer, "coredef.SessionConnectFailed", func(ev *cellnet.Event) {		
    // 会话连接失败
})

提示:

  • cellnet中, Connector和Acceptor被统称为Peer, 即"端", 当连接器和接受器建立连接后, 两个"端"的概念, 接口和使用均是相同的

会话连接(Session)

建立连接后, 这个连接在cellnet中称为Session

Session ID

每个会话拥有一个64位ID, cellnet底层保证在一个Peer中不会重复

可以通过Session.ID() 获得ID

获得Session

Session可以通过以下途径获得:

  • 通过cellnet.RegisterMessage注册回调后, 通过回调参数*cellnet.Event中的Ses获得

  • 如果Peer是Connector, 可以通过如下代码获得连接器上默认连接

    ses := peer.(socket.Connector).DefaultSession()
  • Peer可以通过SessionAccessor接口以多种方式获得Session, 如:

    // 通过Session.ID获得
    GetSession(int64) Session

    // 遍历这个Peer的所有Session
    VisitSession(func(Session) bool)

接收消息

消息通过cellnet.Event传递

如需获得消息, 我们使用如下代码获得消息

    msg := ev.Msg.(*MsgPackage.YourMsgType)

接收系统事件

如需接收Session连接断开事件, 使用如下代码

cellnet.RegisterMessage(peer, "coredef.SessionClosed", func(ev *cellnet.Event) {		
    // 会话断开时
})

会话发送消息

一般情况下, 我们的消息使用结构体实现. 使用protobuf工具链, sproto工具链可以直接生成这些结构体.

通过Session.Send()发送一个结构体指针, 如:

    ses.Send(&chatproto.ChatREQ{
			Content: str,
		})

提示

  • 使用Event.Send方式回消息
    cellnet.RegisterMessage(peer, "chatproto.ChatACK", func(ev *cellnet.Event) {
		msg := ev.Msg.(*chatproto.ChatACK)

        // 使用这种方法回应消息与rpc系统统一, 便于底层优化
		ev.Send( msg )
	})
  • 不要缓存Event

Event是消息处理的上下文, 不建议缓存Event

FAQ

  • 这个代码的入口在哪里? 怎么编译为exe?

    本代码是一个网络库, 需要根据需求, 整合逻辑

  • 支持WebSocket么?

    支持!

    本网络库的Websocket基于第三方整合, 包格式基于文本: 包名\n+json内容

    参见examples/websocket

  • 混合编码有何用途?

    在与多种语言写成的服务器进行通信时, 可以使用不同的编码, 最终在逻辑层都是统一的结构能让逻辑编写更加方便, 无需关注底层处理细节

  • 内建支持的二进制协议能与其他语言写成的网络库互通么?

    完全支持, 但内建二进制协议支持更适合网关与后台服务器. 不建议与客户端通信中使用, 二进制协议不会忽略使用默认值的字段

  • 我能通过Handler处理链进行怎样的扩展?

    封包需要加密, 统计, 预处理时, 可以使用Handler. 每个Handler建议无状态, 需要存储的数据, 可以通过Event中的Tag进行扩展

  • 如何查看Handler处理流程? 在程序启动时, 调用如下代码

    cellnet.EnableHandlerLog = true

可在日志中看到如下日志格式

    [DEBUG] cellnet 2000/00/00 01:02:03 9 Event_Connected [svc->agent] <DecodePacketHandler> SesID: 1 MsgID: 3551021301(coredef.SessionConnected) {} Tag: <nil> TransmitTag: <nil> Raw: (0)[]
9 表示一个Event处理序号, 同一序号表示1个处理流程, 例如1个接收/发送流程

Event_Connected 表示事件名

[svc->agent] 表示peer的名称

<DecodePacketHandler> 表示Handler的名称, 通过反射取得

SesID 表示 会话ID, 由SessionManager分配

MsgID 表示消息号, 后面括号中是对应的消息名, 如果未在系统中注册, 显示为空, 后续是消息内容

TransmitTag, Tag 附属上下文内容

Raw, 表示消息的原始二进制信息
  • 所有的例子都是单线程的, 能编写多线程的逻辑么?

    完全可以, cellnet并没有全局的队列, 只需在Acceptor和Connector创建时, 传入不同的队列, socket收到的消息就会被放到这个队列中 传入空队列时, 使用并发方式(io线程)调用处理回调

  • 消息日志为什么与处理函数日志顺序不统一?

    由于消息日志反应的是收到消息的日志, 因此必须放置在io线程中处理. 而单线程逻辑与io线程分别在不同的线程. 日志顺序错位是正常的 如果需要顺序日志: 可以在进程启动时, 调用runtime.GOMAXPROCS(1), 将go的线程调度默认为1CPU

  • cellnet有网关和db支持么?

    cellnet专注于服务器底层.你可以根据自己需要编写网关及db支持

  • cellnet的私有tcp封包格式是怎样的?

    功能 类型 备注
    序号 uint16 初始为1, 接收一次自增1
    消息ID uint32 包.消息名 的hash值(util.StringHash)
    包体大小 uint32 包体大小
    包体 []byte 包体内容, 长度为包体大小指定, 变长

    封包解析请参考: https://github.com/davyxu/cellnet/blob/master/socket/handler_privatepkt.go

  • 怎样定制私有tcp封包? 使用cellnet.Peer下组合接口的HandlerChainManager.SetReadWriteChain进行设置, 写法如

    self.SetReadWriteChain(func() *cellnet.HandlerChain {
    	return cellnet.NewHandlerChain(
    		cellnet.NewFixedLengthFrameReader(10),
    		NewPrivatePacketReader(),
    	)
    }, func() *cellnet.HandlerChain {
    	return cellnet.NewHandlerChain(NewPrivatePacketWriter(),
    		cellnet.NewFixedLengthFrameWriter(),
    	)
    })
    

    HandlerChainManager拥有读写链和收发链, 处理流程如下:

    读链->接收链->逻辑处理->发送链->写链

  • 哪里有cellnet的完整例子?

    CellOrigin是基于cellnet开发的一套Unity3D客户端服务器框架 https://github.com/davyxu/cellorigin

Handler全图

版本历史

2017.8 v3版本 详细请查看

2017.1 v2版本 详细请查看

2015.8 v1版本

贡献者

按贡献时间排序,越靠前表示越新的贡献

superikw(https://github.com/superikw), 测试出一个websocket接口并发发送问题

bruce.hu(https://github.com/hxdhero), 测试出一个竞态冲突的bug

M4tou(https://github.com/mutousay), 协助解决RPC异步超时回调处理

chuan.li(https://github.com/blade-226), 提供一个没有在io线程编码的bug

Chris Lonng(https://github.com/lonnng), 提供一个最大封包约束造成服务器间连接断开的bug

IronsDu(https://github.com/IronsDu), 大幅度性能优化

viwii(viwii@sina.cn), 提供一个可能造成死锁的bug

备注

感觉不错请star, 谢谢!

开源讨论群: 527430600

知乎: http://www.zhihu.com/people/sunicdavy

提交bug及特性: https://github.com/davyxu/cellnet/issues

The MIT License Copyright (C) 2017 davyxu <sunicdavy@qq.com> Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in the Software without restriction, including without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to the following conditions: The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions of the Software. THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.

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