due 基于Go语言开发的高性能分布式游戏服务器框架

1.介绍

due是一款基于Go语言开发的轻量级、高性能分布式游戏服务器框架。其中，模块设计方面借鉴了kratos的模块设计思路，旨在为游戏服务器开发提供完善、高效、标准化的解决方案。框架自创建至今已在多个企业级游戏项目中上线实践过，稳定性有充分的保障。

2.优势

💡 简单性：架构简单，源码简洁易理解。
🚠 便捷性：仅暴露必要的调用接口，减轻开发者的心智负担。
🚀 高性能：框架原生实现集群通信方案，普通机器单线程也能轻松实现20W的TPS。
🧊 标准化：框架原生提供标准化的开发规范，无论多么复杂的项目也能轻松应对。
✈️ 高效性：框架原生提供tcp、kcp、ws等协议的服务器，方便开发者快速构建各种类型的网关服务器。
⚖️ 稳定性：所有发布的正式版本均已通过内部真实业务的严格测试，具备较高的稳定性。
🎟️ 扩展性：采用良好的接口设计，方便开发者设计实现自有功能。
🔑 平滑性：引入信号量，通过控制服务注册中心来实现优雅地滚动更新。
🔩 扩容性：通过优雅的路由分发机制，理论上可实现无限扩容。
🔧 易调试：框架原生提供了tcp、kcp、ws等协议的客户端，方便开发者进行独立的调试全流程调试。
🧰 可管理：提供完善的后台管理接口，方便开发者快速实现自定义的后台管理功能。

3.功能

网关：支持tcp、kcp、ws等协议的网关服务器。
日志：支持std、zap、logrus、aliyun、tencent等多种日志组件。
注册：支持consul、etcd、nacos等多种服务注册中心。
协议：支持json、protobuf、msgpack等多种通信协议。
配置：支持consul、etcd、nacos等多种配置中心；并支持json、yaml、toml、xml等多种文件格式。
通信：支持grpc、rpcx等多种高性能通信方案。
重启：支持服务器的平滑重启。
事件：支持redis、nats、kafka、rabbitMQ等事件总线实现方案。
加密：支持rsa、ecc等多种加密方案。
服务：支持grpc、rpcx等多种微服务解决方案。
灵活：支持单体、分布式等多种架构方案。
管理：提供master后台管理服相关接口支持。
Web：提供http协议的fiber服务器及swagger文档解决方案。
工具：提供due-cli脚手架工具箱，可快速构建集群项目。
Actor：提供完善actor模型解决方案。

4.下一期新功能规划

实现框架层的分布式锁

5.特殊说明

在due交流群中经常有小伙伴提及到Gate、Node、Mesh之间到底是个什么关系，这里就做一个统一的解答

Gate：网关服，主要用于管理客户端连接，接收客户端的路由消息，并分发路由消息到不同的的Node节点服。
Node: 节点服，作为整个集群系统的核心组件，主要用于核心逻辑业务的编写。Node节点服务可以根据业务需要做成有状态或无状态的节点，当作为无状态的节点时，Node节点与Mesh微服务基本无异；但当Node节点作为有状态节点时，Node节点便不能随意更新进行重启操作。故而Node与Mesh分离的业务场景的价值就体现出来了。
Mesh：微服务，主要用于无状态的业务逻辑编写。Mesh能做的功能Node一样可以完成，如何选择完全取决于自身业务场景，开发者可以根据自身业务场景灵活搭配。

6.通信协议

在due框架中，通信协议统一采用size+header+route+seq+message的格式：

1.数据包

 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
+---------------------------------------------------------------+-+-------------+-------------------------------+-------------------------------+
|                              size                             |h|   extcode   |             route             |              seq              |
+---------------------------------------------------------------+-+-------------+-------------------------------+-------------------------------+
|                                                                message data ...                                                               |
+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

2.心跳包

 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
+---------------------------------------------------------------+-+-------------+---------------------------------------------------------------+
|                              size                             |h|   extcode   |                      heartbeat time (ns)                      |
+---------------------------------------------------------------+-+-------------+---------------------------------------------------------------+

size: 4 bytes

包长度位
固定长度为4字节，且不可修改

header: 1 bytes

h: 1 bit

心跳标识位
%x0 表示数据包
%x1 表示心跳包

extcode: 7 bit

扩展操作码
暂未明确定义具体操作码

route: 1 bytes | 2 bytes | 4 bytes

消息路由
默认采用2字节，可通过打包器配置packet.routeBytes进行修改
不同的路由对应不同的业务处理流程
心跳包无消息路由位
此参数由业务打包器打包，服务器开发者和客户端开发者均要关心此参数

seq: 0 bytes | 1 bytes | 2 bytes | 4 bytes

消息序列号
默认采用2字节，可通过打包器配置packet.seqBytes进行修改
可通过将打包器配置packet.seqBytes设置为0来屏蔽使用序列号
消息序列号常用于请求/响应模型的消息对儿的确认
心跳包无消息序列号位
此参数由业务打包器packet.Packer打包，服务器开发者和客户端开发者均要关心此参数

message data: n bytes

消息数据
心跳包无消息数据
此参数由业务打包器packet.Packer打包，服务器开发者和客户端开发者均要关心此参数

heartbeat time: 8 bytes

心跳数据
数据包无心跳数据
上行心跳包无需携带心跳数据，下行心跳包默认携带8 bytes的服务器时间（ns），可通过网络库配置进行设置是否携带下行包时间信息
此参数由网络框架层自动打包，服务端开发者不关注此参数，客户端开发者需关注此参数

7.相关工具链

1.安装protobuf编译器（使用场景：开发mesh微服务）

Linux, using apt or apt-get, for example:

$ apt install -y protobuf-compiler
$ protoc --version  # Ensure compiler version is 3+

MacOS, using Homebrew:

$ brew install protobuf
$ protoc --version  # Ensure compiler version is 3+

Windows, download from Github:

2.安装protobuf go代码生成工具（使用场景：开发mesh微服务）

go install github.com/gogo/protobuf/protoc-gen-gofast@latest

3.安装grpc代码生成工具（使用场景：使用GRPC组件开发mesh微服务）

go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@latest

4.安装rpcx代码生成工具（使用场景：使用RPCX组件开发mesh微服务）

go install github.com/rpcxio/protoc-gen-rpcx@latest

5.安装gorm dao代码生成工具（使用场景：使用GORM作为数据库orm）

go install github.com/dobyte/gorm-dao-generator@latest

6.安装mongo dao代码生成工具（使用场景：使用MongoDB作为数据库orm）

go install github.com/dobyte/mongo-dao-generator@latest

8.配置中心

1.功能介绍

配置中心主要定位于业务的配置管理，提供快捷灵活的配置方案。支持完善的读取、修改、删除、热更新等功能。

2.支持组件

9.注册中心

1.功能介绍

注册中心用于集群实例的服务注册和发现。支撑整个集群的无感知停服、重启、动态扩容等功能。

2.支持组件

10.网络模块

1.功能介绍

网络模块主要以组件的形式集成于网关模块，为网关提供灵活的网络通信支持。

2.支持组件

11.快速开始

下面我们就通过两段简单的代码来体验一下due的魅力，Let's go~~

1.启动组件

docker-compose up

docker-compose.yaml文件已在docker目录中备好，可以直接取用

2.获取框架

go get -u github.com/dobyte/due/v2@latest
go get -u github.com/dobyte/due/locate/redis/v2@latest
go get -u github.com/dobyte/due/network/ws/v2@latest
go get -u github.com/dobyte/due/registry/consul/v2@latest
go get -u github.com/dobyte/due/transport/rpcx/v2@latest

3.构建Gate服务器

package main

import (
   "github.com/dobyte/due/locate/redis/v2"
   "github.com/dobyte/due/network/ws/v2"
   "github.com/dobyte/due/registry/consul/v2"
   "github.com/dobyte/due/v2"
   "github.com/dobyte/due/v2/cluster/gate"
)

func main() {
   // 创建容器
   container := due.NewContainer()
   // 创建服务器
   server := ws.NewServer()
   // 创建用户定位器
   locator := redis.NewLocator()
   // 创建服务发现
   registry := consul.NewRegistry()
   // 创建网关组件
   component := gate.NewGate(
      gate.WithServer(server),
      gate.WithLocator(locator),
      gate.WithRegistry(registry),
   )
   // 添加网关组件
   container.Add(component)
   // 启动容器
   container.Serve()
}

4.启动Gate服务器

$ go run main.go
                    ____  __  ________
                   / __ \/ / / / ____/
                  / / / / / / / __/
                 / /_/ / /_/ / /___
                /_____/\____/_____/
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
| [Website] https://github.com/dobyte/due              |
| [Version] v2.1.0                                     |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Global────────────────────────┐
| PID: 27159                                           |
| Mode: debug                                          |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────Gate─────────────────────────┐
| Name: gate                                           |
| Link: 172.22.243.151:46545                           |
| Server: [ws] 0.0.0.0:3553                            |
| Locator: redis                                       |
| Registry: consul                                     |
└──────────────────────────────────────────────────────┘

5.构建Node服务器

package main

import (
   "fmt"
   "github.com/dobyte/due/locate/redis/v2"
   "github.com/dobyte/due/registry/consul/v2"
   "github.com/dobyte/due/v2"
   "github.com/dobyte/due/v2/cluster/node"
   "github.com/dobyte/due/v2/codes"
   "github.com/dobyte/due/v2/log"
   "github.com/dobyte/due/v2/utils/xtime"
)

const greet = 1

func main() {
   // 创建容器
   container := due.NewContainer()
   // 创建用户定位器
   locator := redis.NewLocator()
   // 创建服务发现
   registry := consul.NewRegistry()
   // 创建节点组件
   component := node.NewNode(
      node.WithLocator(locator),
      node.WithRegistry(registry),
   )
   // 初始化监听
   initListen(component.Proxy())
   // 添加节点组件
   container.Add(component)
   // 启动容器
   container.Serve()
}

// 初始化监听
func initListen(proxy *node.Proxy) {
   proxy.Router().AddRouteHandler(greet, false, greetHandler)
}

type greetReq struct {
   Message string `json:"message"`
}

type greetRes struct {
   Code    int    `json:"code"`
   Message string `json:"message"`
}

func greetHandler(ctx node.Context) {
   req := &greetReq{}
   res := &greetRes{}
   defer func() {
      if err := ctx.Response(res); err != nil {
         log.Errorf("response message failed: %v", err)
      }
   }()

   if err := ctx.Parse(req); err != nil {
      log.Errorf("parse request message failed: %v", err)
      res.Code = codes.InternalError.Code()
      return
   }

   log.Info(req.Message)

   res.Code = codes.OK.Code()
   res.Message = fmt.Sprintf("I'm server, and the current time is: %s", xtime.Now().Format(xtime.DateTime))
}

6.启动Node服务器

$ go run main.go
                    ____  __  ________
                   / __ \/ / / / ____/
                  / / / / / / / __/
                 / /_/ / /_/ / /___
                /_____/\____/_____/
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
| [Website] https://github.com/dobyte/due              |
| [Version] v2.1.0                                     |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Global────────────────────────┐
| PID: 27390                                           |
| Mode: debug                                          |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌─────────────────────────Node─────────────────────────┐
| Name: node                                           |
| Link: 172.22.243.151:37901                           |
| Codec: json                                          |
| Locator: redis                                       |
| Registry: consul                                     |
| Encryptor: -                                         |
| Transporter: -                                       |
└──────────────────────────────────────────────────────┘

7.构建测试客户端

package main

import (
   "fmt"
   "github.com/dobyte/due/eventbus/nats/v2"
   "github.com/dobyte/due/network/ws/v2"
   "github.com/dobyte/due/v2"
   "github.com/dobyte/due/v2/cluster"
   "github.com/dobyte/due/v2/cluster/client"
   "github.com/dobyte/due/v2/eventbus"
   "github.com/dobyte/due/v2/log"
   "github.com/dobyte/due/v2/utils/xtime"
   "time"
)

const greet = 1

func main() {
   // 初始化事件总线
   eventbus.SetEventbus(nats.NewEventbus())
   // 创建容器
   container := due.NewContainer()
   // 创建客户端组件
   component := client.NewClient(
      client.WithClient(ws.NewClient()),
   )
   // 初始化监听
   initListen(component.Proxy())
   // 添加客户端组件
   container.Add(component)
   // 启动容器
   container.Serve()
}

// 初始化监听
func initListen(proxy *client.Proxy) {
   // 监听组件启动
   proxy.AddHookListener(cluster.Start, startHandler)
   // 监听连接建立
   proxy.AddEventListener(cluster.Connect, connectHandler)
   // 监听消息回复
   proxy.AddRouteHandler(greet, greetHandler)
}

// 组件启动处理器
func startHandler(proxy *client.Proxy) {
   if _, err := proxy.Dial(); err != nil {
      log.Errorf("gate connect failed: %v", err)
      return
   }
}

// 连接建立处理器
func connectHandler(conn *client.Conn) {
   doPushMessage(conn)
}

// 消息回复处理器
func greetHandler(ctx *client.Context) {
   res := &greetRes{}

   if err := ctx.Parse(res); err != nil {
      log.Errorf("invalid response message, err: %v", err)
      return
   }

   if res.Code != 0 {
      log.Errorf("node response failed, code: %d", res.Code)
      return
   }

   log.Info(res.Message)

   time.AfterFunc(time.Second, func() {
      doPushMessage(ctx.Conn())
   })
}

// 推送消息
func doPushMessage(conn *client.Conn) {
   err := conn.Push(&cluster.Message{
      Route: 1,
      Data: &greetReq{
         Message: fmt.Sprintf("I'm client, and the current time is: %s", xtime.Now().Format(xtime.DateTime)),
      },
   })
   if err != nil {
      log.Errorf("push message failed: %v", err)
   }
}

type greetReq struct {
   Message string `json:"message"`
}

type greetRes struct {
   Code    int    `json:"code"`
   Message string `json:"message"`
}

8.启动客户端

$ go run main.go
                    ____  __  ________
                   / __ \/ / / / ____/
                  / / / / / / / __/
                 / /_/ / /_/ / /___
                /_____/\____/_____/
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
| [Website] https://github.com/dobyte/due              |
| [Version] v2.1.0                                     |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Global────────────────────────┐
| PID: 27801                                           |
| Mode: debug                                          |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Client────────────────────────┐
| Name: client                                         |
| Codec: json                                          |
| Protocol: ws                                         |
| Encryptor: -                                         |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
INFO[2024/07/03 14:53:08.969845] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:08]
INFO[2024/07/03 14:53:09.983827] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:09]
INFO[2024/07/03 14:53:10.986592] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:10]
INFO[2024/07/03 14:53:11.988530] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:11]
INFO[2024/07/03 14:53:12.991217] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:12]
INFO[2024/07/03 14:53:13.995049] main.go:72 [I'm server, and the current time is: 2024-07-03 14:53:13]

12.压力测试

1.压测机器

Ubuntu 20.04.6 LTS 13th Gen Intel(R) Core(TM) i5-13400F 16GB

2.压测结果

                    ____  __  ________
                   / __ \/ / / / ____/
                  / / / / / / / __/
                 / /_/ / /_/ / /___
                /_____/\____/_____/
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
| [Website] https://github.com/dobyte/due              |
| [Version] v2.1.0                                     |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Global────────────────────────┐
| PID: 28660                                           |
| Mode: debug                                          |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────Client────────────────────────┐
| Name: client                                         |
| Codec: json                                          |
| Protocol: tcp                                        |
| Encryptor: -                                         |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
server               : tcp
concurrency          : 50
latency              : 4.741343s
data size            : 1.00KB
sent requests        : 1000000
received requests    : 1000000
throughput (TPS)     : 210910
--------------------------------
server               : tcp
concurrency          : 100
latency              : 4.697039s
data size            : 1.00KB
sent requests        : 1000000
received requests    : 1000000
throughput (TPS)     : 212900
--------------------------------
server               : tcp
concurrency          : 200
latency              : 4.447127s
data size            : 1.00KB
sent requests        : 1000000
received requests    : 1000000
throughput (TPS)     : 224864
--------------------------------
server               : tcp
concurrency          : 300
latency              : 5.616742s
data size            : 1.00KB
sent requests        : 1000000
received requests    : 1000000
throughput (TPS)     : 178039
--------------------------------
server               : tcp
concurrency          : 400
latency              : 4.726411s
data size            : 1.00KB
sent requests        : 1000000
received requests    : 1000000
throughput (TPS)     : 211577
--------------------------------
server               : tcp
concurrency          : 500
latency              : 5.054949s
data size            : 1.00KB
sent requests        : 1000000
received requests    : 1000000
throughput (TPS)     : 197825
--------------------------------
server               : tcp
concurrency          : 1000
latency              : 5.486149s
data size            : 1.00KB
sent requests        : 1000000
received requests    : 1000000
throughput (TPS)     : 182277
--------------------------------
server               : tcp
concurrency          : 1000
latency              : 7.753779s
data size            : 2.00KB
sent requests        : 1000000
received requests    : 1000000
throughput (TPS)     : 128969
--------------------------------

本测试结果仅供参考，详细测试用例代码请查看due-benchmark

13.其他组件

日志组件
- zap: github.com/dobyte/due/log/zap/v2
- logrus: github.com/dobyte/due/log/logrus/v2
- aliyun: github.com/dobyte/due/log/aliyun/v2
- tencent: github.com/dobyte/due/log/zap/v2
网络组件
- ws: github.com/dobyte/due/network/ws/v2
- tcp: github.com/dobyte/due/network/tcp/v2
- kcp: github.com/dobyte/due/network/kcp/v2
注册发现
- etcd: github.com/dobyte/due/registry/etcd/v2
- consul: github.com/dobyte/due/registry/consul/v2
- nacos: github.com/dobyte/due/registry/nacos/v2
传输组件
- grpc: github.com/dobyte/due/transporter/grpc/v2
- rpcx: github.com/dobyte/due/transporter/rpcx/v2
定位组件
- redis: github.com/dobyte/due/locate/redis/v2
事件总线
- redis: github.com/dobyte/due/eventbus/redis/v2
- nats: github.com/dobyte/due/eventbus/nats/v2
- kafka: github.com/dobyte/due/eventbus/kafka/v2
Web组件
- http: github.com/dobyte/due/component/http/v2
配置中心
- etcd: github.com/dobyte/due/config/etcd/v2
- consul: github.com/dobyte/due/config/consul/v2
- nacos: github.com/dobyte/due/config/nacos/v2
缓存组件
- redis: github.com/dobyte/due/cache/redis/v2

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 841 Commits
.github/workflows		.github/workflows
cache		cache
cluster		cluster
codes		codes
component		component
config		config
core		core
crypto		crypto
docker		docker
encoding		encoding
env		env
errors		errors
etc		etc
eventbus		eventbus
flag		flag
internal		internal
locate		locate
log		log
mode		mode
network		network
packet		packet
registry		registry
session		session
task		task
testdata		testdata
transport		transport
utils		utils
.gitignore		.gitignore
LICENSE		LICENSE
README.md		README.md
architecture.jpg		architecture.jpg
container.go		container.go
go.mod		go.mod
go.sum		go.sum
group_qrcode.jpeg		group_qrcode.jpeg
personal_qrcode.jpeg		personal_qrcode.jpeg

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