ET框架6.0分析三、網路通訊

寡人正在Coding發表於2023-05-15
框架

概述

ET框架的訊息機制貫徹始終，包含Entity訊息（Awake,Update ...）,自定義（Customer）訊息，網路訊息等。而ET系統的程式包含了客戶端、Gate等各種型別的伺服器，程式包含各種伺服器客戶端之間透過網路訊息進行通訊進行工作。

ET框架訊息結構

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  • 結構圖為了更加明確整體關係，進行了一定程度的簡化，剔除掉了一些訊息解包等一些細節

  • NetCompontent網路元件有Client客戶端、Server伺服器（Gate）、Inner內網服務等多型，程式業務使用網路元件進行通訊，網路元件會對連線建立一個Secsiom會話物件，封裝連線資訊和相關操作

  • Service和Channel實現負責NetCompontent和Session的功能，有Tcp長連線、Web網頁、KCP無連線可靠協議的多型（若不熟悉KCP協議，可以參考之前寫的文章 跳轉連結： KCP協議淺析）。

    • Channel對應一個Session連線，封裝了對底層tcp等協議庫的操作。
    • Service對應一個NetCompent元件，對應NetCompent管理多個Session，Server管理和排程一堆Channel的工作。

  • NetServices負責排程多個Service物件的在網路執行緒和主執行緒工作任務，ET開了網路執行緒處理網路相關，某些程式需要多個網路元件（比如Gate伺服器同時需要Server、Inner網路元件，接收轉發客戶端訊息）。

  • NetComponentOnReadEvent是不同型別網路元件的訊息處理器。

    • NetClientComponentOnReadEvent對應客戶端Client，處理普通訊息和RPC呼叫。
    • NetInnerComponentOnReadEvent對應伺服器內網型別Inner，處理Actor訊息
    • NetServerComponentOnReadEvent對應服務外網，處理Actor訊息、RPC呼叫、普通訊息

訊息通訊

以典型的TCP協議型別為例，其他實現類似，看圖相信都能理解，不多贅述。有一些要注意的點：

  • 如上述，ET開了一個執行緒處理網路相關，一些工作使用了“生產-消費”Task任務這種方式。
  • 使用了非同步Socket

TCP發訊息

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TCP收訊息

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多程式呼叫

ET框架在基礎網路訊息通訊基礎使用了Actor模型、PRC等相關技術思想（某些思想和實現有調整）進行了擴充，提供多個程式的互相呼叫機制。
先對相關技術做一個簡介：

  • Actor模型

在電腦科學中，Actor模型（Actor model）是一種併發運算上的模型。“Actor”是一種程式上的抽象概念，被視為併發運算的基本單元：當一個Actor接收到一則訊息，它可以做出一些決策、建立更多的Actor、傳送更多的訊息、決定要如何回答接下來的訊息。Actor可以修改它們自己的私有狀態，但是隻能透過訊息間接的相互影響（避免了基於鎖的同步）

這是維基百科中對於Actor模型的描述，簡單理解它就是提供了一種訊息機制避免了基於鎖的同步。一些經典的應用場景是多執行緒，在ET框架中它的應用場景是多程式，類似的它提供了一種機制：直接透過ID發訊息，不用關心例項在哪個程式。

  • RPC

分散式計算中，遠端過程呼叫（英語：Remote Procedure Call，RPC）是一個計算機通訊協議。該協議允許執行於一臺計算機的程式呼叫另一個地址空間（通常為一個開放網路的一臺計算機）的子程式，而程式設計師就像呼叫本地程式一樣，無需額外地為這個互動作用程式設計（無需關注細節）。RPC是一種伺服器-客戶端（Client/Server）模式，經典實現是一個透過傳送請求-接受回應進行資訊互動的系統

RPC機制透過一些手段抹平了不同程式的差異，使得程式間的呼叫可以和本地非同步呼叫一樣處理。

瞭解了這兩種技術，下面來看ET框架對其的應用和如何實現多程式呼叫的。

訊息協議型別

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如上圖所示訊息型別分為三種：

  • Message 訊息，無需應答
  • Request 請求，對應一個Response應答
  • Response 應答，對應一個請求

注意Request和Response一定成對定義,且其Message一定包含一個RpcId欄位

訊息型別可以被字首修飾，修飾有三種：

  • None 客戶端與伺服器（Gate）之間不需要轉發的訊息。（注意這裡不是修飾字元不是"None"，而是""表示沒有）
  • Actor 伺服器內網之間的訊息
  • ActorLocation 客戶端與伺服器需要轉發的訊息。

修飾字元可以修飾任意訊息型別，組合起來一共有9種訊息。
如這個登入到Gate的協議:

//ResponseType G2C_LoginGate
message C2G_LoginGate // IRequest
{
	int32 RpcId = 1;
	int64 Key = 2;  // 帳號
	int64 GateId = 3;
}

message G2C_LoginGate // IResponse
{
	int32 RpcId = 1;
	int32 Error = 2;
	string Message = 3;
	int64 PlayerId = 4;
}
  • C2G_LoginGate 在訊息名後面註明了訊息型別，並在訊息名上面註明了應答包的訊息型別，並且包含一個RpcId的欄位，這些都必須的，表示這是個不需要轉發的、需要應答的請求訊息。而訊息名字首只是方便理解，起到註釋的作用：表示這是Client程式傳送給Gate伺服器程式的訊息。
  • G2C_LoginGate 同上，是上述C2G_LoginGate請求的應答訊息。

Rpc呼叫過程

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如圖所示，進行Rpc呼叫時，生成一個新的RpcID並帶入請求包中，同時把呼叫資訊存起來。對方應答時，會把請求包的RpcID傳入到應答包中。在收到訊息時如果是Resp型別訊息會呼叫OnResp方法，透過應答包的RpcID取出RpcInfo,透過RpcInfo取消呼叫RpcCall函式的非同步阻塞。

public static void OnResponse(this Session self, IResponse response)
{
	if (!self.requestCallbacks.TryGetValue(response.RpcId, out var action))
	{
		return;
	}

	self.requestCallbacks.Remove(response.RpcId);
	if (ErrorCore.IsRpcNeedThrowException(response.Error))
	{
		action.Tcs.SetException(new Exception($"Rpc error, request: {action.Request} response: {response}"));
		return;
	}
	action.Tcs.SetResult(response);
}

action.Tcs.SetResult會取消非同步的阻塞，執行await後面的語句，詳情見之前寫的文章 跳轉連結： C#非同步程式設計

Actor模型實現

在ET框架的設計中，Actor其實是一個帶有MailboxComponent的元件。其具體的實現方式，ET有比較詳細的文件說明，有實現思路和使用方式的介紹，這裡貼出來，不做贅述。
跳轉連結： ET Actor模型 官方介紹

參考連結

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