面试题答案
一键面试网络层设计思路
- 选择框架：基于 Node.js，可选用
net模块进行底层 TCP/IP 编程，也可使用更高级的Socket.io框架来简化实时双向通信。Socket.io能自动管理不同传输机制（如 WebSocket、HTTP long - polling 等），兼容性更好。 - 连接管理：
- 玩家连接：当玩家登录时，服务器接受其连接请求。使用唯一标识符（如用户 ID）来标记每个连接。可以维护一个全局的连接池（例如用 Map 数据结构），键为用户 ID，值为对应的 Socket 实例，方便后续管理。
- 心跳机制：为了检测客户端是否正常在线，服务器和客户端之间定时发送心跳包。若服务器在一定时间内未收到某个客户端的心跳包，可判定该客户端离线，关闭相应连接并清理资源。
- 数据传输：
- 消息格式：设计统一的消息格式，例如采用 JSON 格式。消息包含消息类型（如登录、创建房间、加入房间、发送消息等）、发送者 ID、接收者 ID（针对私聊等情况）以及消息内容等字段。
- 数据加密与压缩：对于敏感数据（如登录密码）进行加密传输，可使用常见的加密算法如 AES。为了减少网络流量，对较大的消息进行压缩，如使用 zlib 库进行压缩。
业务逻辑层设计思路
- 模块划分：
- 用户管理模块：负责处理玩家登录、注册、注销等功能。可以连接数据库（如 MongoDB 或 MySQL）来验证用户信息。登录成功后，为用户分配唯一的会话 ID，并将用户状态标记为在线。
- 房间管理模块：管理房间的创建、加入、退出等操作。维护一个房间列表，每个房间对象包含房间 ID、房主 ID、当前玩家列表等信息。当玩家创建房间时，生成唯一的房间 ID，并将该房间信息添加到房间列表中。玩家加入房间时，检查房间是否存在以及是否还有空位，若满足条件则将玩家添加到房间的玩家列表中。
- 消息同步模块：处理实时消息的发送和接收。当收到某个玩家的消息时，根据消息类型和目标（如房间内所有玩家或特定玩家），将消息转发给相应的接收者。对于房间内的消息，会遍历房间内的玩家列表，向除发送者外的其他玩家发送消息。
- 状态机设计：对于复杂的业务流程（如玩家在不同状态下的操作，如未登录、已登录、在房间内等），可以使用状态机来管理。状态机能够清晰地定义不同状态之间的转换条件和行为，提高代码的可维护性和可读性。例如，只有当玩家处于已登录状态时，才能进行创建房间或加入房间的操作。
- 错误处理：在业务逻辑的各个环节设置错误处理机制。当出现错误（如用户信息验证失败、房间不存在等）时，返回合适的错误码和错误信息给客户端，以便客户端进行相应提示。
确保高可用性
- 负载均衡：使用负载均衡器（如 Nginx）将客户端请求均匀分配到多个游戏服务器实例上。负载均衡器可以根据服务器的负载情况（如 CPU 使用率、内存使用率等）动态调整请求分配策略，避免单个服务器负载过高。
- 集群部署：将多个游戏服务器组成集群。当某个服务器出现故障时，其他服务器能够接管其工作。可以使用 Node.js 的 Cluster 模块来实现多进程集群，每个进程处理一部分客户端连接，提高服务器的整体性能和容错能力。
- 监控与报警：设置监控系统（如 Prometheus + Grafana），实时监控服务器的各项指标（如连接数、消息处理速度、CPU 和内存使用率等）。当指标超出正常范围时，通过报警系统（如邮件、短信等）及时通知运维人员，以便快速处理潜在问题。
确保数据一致性
- 数据库选择与设计：选择适合的数据库，如 MongoDB 适合处理非结构化数据且具有较好的扩展性，MySQL 则适合结构化数据存储。对于关键数据（如用户信息、房间信息等），设计合理的数据库 schema 并使用事务机制（在支持事务的数据库中）来确保数据的一致性。例如，在玩家加入房间时，涉及到房间玩家列表的更新和玩家状态的改变，这两个操作应该在一个事务中完成，确保要么都成功，要么都失败。
- 数据同步：在集群环境下，各个服务器实例之间需要进行数据同步。可以使用分布式缓存（如 Redis）来存储部分关键数据，并通过发布 - 订阅模式实现数据的实时同步。例如，当某个服务器更新了某个房间的玩家列表时，通过 Redis 的发布 - 订阅功能通知其他服务器更新相应的缓存数据，保证各个服务器上的数据一致性。
- 日志记录：记录所有关键操作的日志，包括玩家登录、房间操作、消息发送等。日志可以帮助在出现数据不一致问题时进行追溯和排查，分析问题出现的原因并进行修复。