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elixirを使ったゲームサーバ

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XFLAG™スタジオ engineer meet up 2016 の発表資料

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elixirを使ったゲームサーバ

  1. 1. elixirを使ったゲームサーバ Hidetaka Kojo XFLAG™スタジオ / mixi, Inc.
  2. 2. 自己紹介 • 名前: 古城秀隆 • github: HidetakaKojo • 所属: エックスフラグスタジオたんぽぽT • お仕事:なんでも嫌がらずやります
  3. 3. 昨今のスマフォゲームアプリ事情 • ゲームを複数人で楽しむというのは
 当たり前になってきた • 携帯でのよくあるマルチの構成 • turnserver, photon • clientの一台がhostとなる
 ようなserver-client構成 中継サーバ Host Client
  4. 4. 昨今のスマフォゲームアプリ事情 • 実況中継や大会など多くの人にプレイを視聴される • e-sports • モンストグランプリ • 閉じられた世界から広くみられる世界に
  5. 5. 要求されるもの • 公平さを担保するために不正の排除 • ゲームセーブのようなapi処理だけでなく、ゲーム途中のロジッ クもサーバ側に… • サーバからリアルタイムにclientにpushするニーズはある • メンテナンス直前にユーザにnotifyする • イベント開始を通知する • ゲームデータ更新等をユーザに促す • サーバクライアントで双方向通信可能な構成
  6. 6. elixir & phoenix • rubyのプロダクトが既にあるので、導入時の見た目的な アレルギーが少ない(と信じたい) • ゲームサーバなのでsimpleなapiサーバと常時接続型のコ ネクションを簡単に利用したい • 常時接続コネクションを維持しつつホットスワップで deployを行いたい • やっぱり流行には乗っておきたい
  7. 7. Architecture • シンプルな構成例 phoenix server JSON API WebSocket MySQL Redis RabbitMQ /ZeroMQ LB
  8. 8. Architecture • ユーザデータの取得やゲームセーブなどユーザドリブンで発生す る処理はjson(msgpack) api • websocketはsignup(json api)で発行されたtokenと
 socket server listから返されるipを使って接続 • 実際に接続するサーバは一緒 • json apiはLBを挟みたいがwebsocketは挟みたくないため • websocket接続先はサーバ側である程度コントロールできる ようにしておきたいという希望もある • アプリ起動時にサーバからのpush用の接続を作成
  9. 9. Architecture • MySQLはもちろんPostgreSQLでもok • adapter書いて好きなものを追加してもok • ただしadapter書くならEcto2.0を待ってからのほうが 良さそう • Ectoの設計上、shardingを書くのは比較的楽 • Ectoはphoenixで標準で疲れているDB wrapper • 薄いRubyのActiveRecord相当のもの
  10. 10. Architecture • redis • よくあるキャッシュ用とdelayed_job用 • messaging queue • pub/sub用 • phoenix channel(後述)の仕組みの一部で必要
  11. 11. Phoenix Channel • phoenixが用意するover-httpなリアルタイム通信の仕組み • L4の生のsocket通信ではない • websocketのオーバヘッドは少なく、
 内部のcowboyの実装にも特に問題はない • 開発者曰く、40core/128gbのサーバで
 2,000,000 clientは処理可能とのこと • 性能向上の跡 http://goo.gl/w3BtRJ
  12. 12. Phoenix Channel
  13. 13. Phoenix Channel • transport, channel, pub/sub という3つの要素で構成 • transport • 常時接続コネクションを管理する足回り • ユーザコネクションにつき1 (erlang) process • コネクションとchannelとのやりとりを取り持つ • 通常はシリアライズにjsonを用いるが、シリアライザを
 書くことで比較的に簡単に変更できる • msgpack, ProtocolBuffers, FlatBuffers
  14. 14. Phoenix Channel • channel • transportから送られてくるclientのmessageを受け取る • topicという文字列で送信先を制御する • channelにロジックを実装しmessageを処理する • ここにゲームロジックを実装する! • pub/subのpublisherとなってtopicのsubscriberの transportにmessageを送信する
  15. 15. Phoenix Channel • pub/sub • デフォルトでerlangのpg2を使用している • pg2でフロント分散するにはclusterを組み必要あり • ただpg2はprocess group参加時に各nodeにlockが
 発生するので別のMQを使用するほうが良さそう • redis, RabbitMQ, ZeroMQなどに切り替え可能
  16. 16. ゲーム開始時の接続の流れ • tokenを持ってwebsocketのリクエストを送信 • 認証が完了したらconnectionを確立 phoenix server connection
  17. 17. ゲーム開始時の接続の流れ • json api等で受け取ったgame idをtopicに含めて
 channelに接続 • games:fcfe5f21-8a08-4c9a-9f97-29d2fd6a27b9 • gameの参加者だった場合はchannel join成功 phoenix server join event
  18. 18. ゲーム専用コネクションの有無 • アプリ起動時にサーバからのpush用のchannelに接続して いると仮定するとゲーム開始時の通信は2通りの方法がある • 起動時のwebsocketを使ってゲーム用のchannelを接続 • websocketを使い回すので無駄なheartbeat等を減ら せる • ゲーム開始時に別のゲーム用のwebsocketを接続 • 特定のサーバにゲーム用の接続を誘導できる
  19. 19. ゲーム状態の保持 • ゲームの実装方法もサーバ構成を左右する • ゲームの状態をcacheに接続し、clientからchannelにmessageが来るたび にcacheから状態を読み出し、演算、stateを保存する • ターン制やレイテンシがそれほど気にならないゲーム向け • websocketの接続先がどこでもよく、再接続にも強い • ゲーム用のprocessを作成し、そこにゲームの状態を維持しつつmessage を処理する • 低レイテンシ要求があるMMOのmapのような分割された構成に向く • 特定のサーバにゲーム参加者が接続をする必要があり、サーバ故障時な どにゲームの状態が失われる可能性がある
  20. 20. client logic • ゲームがオフラインでもプレイできる場合… • client側にもロジックが必要 • 言語によって同じ実装でも結果が異なる場合がある • c++やc#で書かれたロジックをサーバ側に持ってこれないかも検討している • view層とゲームのコアロジックをいかに切り離すか • phoenixがsocketを管理して、thriftを使ってc++やc#のロジックに演算処 理を委ねる • そもそもこの実装が正しいアプローチなのかも含めて課題 • UnityNetworkの進化に期待したい気持ちも…
  21. 21. deploy • xflagの既存のゲームではプルリクエストがmasterにmergeされたら deployしていいというルールになっている • exrmを使ったchannel接続を維持したままのホットスワップは現時点で は問題なく実行できている • アプリケーションのバージョンの管理が少し面倒 • ホットスワップの元々の想定はもっとdeploy頻度が低い環境なのかも? • clientの挙動をコントロール可能なゲームなら再接続をきちんと行える ような設計をしたほうがコストは低いかもしれない • ここはもっといい方法がないのか模索しています
  22. 22. まとめ • とりあえずまだまだ試行錯誤ではありますが、elixirでの要 求を満たすようなゲームサーバの実装は可能性がありそう • 今後も継続して試験や導入事例の作成に取り組む予定 • elixir界隈の方、ぜひ情報共有をしましょう! • http://www.slideshare.net/hidetakakojo/elixir-58090331

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