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* 网游服务器端寻路 面向多核、分布式 2008-12 金山软件 陈杰 bitcowboy@ NPC寻路问题 很重要（虽然也可以不要） 游戏玩法与NPC的寻路能力直接相关 计算量很大 数据结构和算法的相对复杂 一台服务器上数万个NPC一起寻路有挑战 寻路与其它模块的关系 寻路在游戏中是一个相对底层的模块 NPC的AI系统依赖于一个可靠的寻路算法 寻路模块依赖于游戏对地图的描述 寻路模块基本上是一种服务模块，总是被调用，但是自己不需要主动去做什么事情 寻路的一种实现 在游戏逻辑服务器内实现一个A star算法，在逻辑地图描述数据上(CELL)有哪些信誉好的足球投注网站。 效率很低 可能会阻塞主循环 增加服务器复杂度 目标 Need for Speed！将性能提升100倍！ 在单位时间内出更多的结果 不能影响游戏逻辑的主循环 更好的利用多核，甚至多台计算机的运算能力 如何在逻辑很复杂，数据结构很复杂，为了提高效率而指针满天飞的情况下，让服务器跑稳定？ 如何更方便的在游戏运营过程中逐步改进巡逻模块？ 改进地图描述数据 Cell结构适合描述逻辑数据:Trap, Obstacle… 但是Cell的数量太大，直接用来A Star效率很低 在NPC大多数时候不需要跳跃、游泳、空中飞行的时候，可以是用NavMesh来描述寻路所需要的地图障碍信息 NavMesh使用凸多边形来描述可以移动的区域，数量通常只有CELL的几十分之一到数百分之一 将寻路模块独立为进程 为什么要独立出去？ 不必担心阻塞游戏服务器的主循环。 不论是主服务器还是寻路模块，都变得更简单一些。 为什么是进程而不是线程？ 寻路模块使用自己的地图描述数据，和其他逻辑模块没有太多需要共享的资源。 更健壮。寻路模块本身没有状态，也没有不能丢失的动态数据。即使寻路模块挂了，也不会影响游戏的主服务器。直接重启就可以了。 寻路服务器 减少重复计算 AI的行为会经常周期性的调用寻路。 附近有很多NPC，他们的坐标很接近，寻路的计算是很相似，或者完全相同的。 如果将寻路的计算结果缓存起来，就可以减少重复运算。 游戏服务器组 每个逻辑服务器独享寻路服务器 一份地图的NavMesh数据需要加载到多个寻路服务进程中，浪费宝贵的内存。 每个寻路进程单独Cache寻路结果，使得寻路Cache中的数据重复，命中次数下降。 对于硬件需求过高。一般不可能做到每台寻路服务器都在独立的物理服务器上。 共享寻路服务器的游戏服务器组 一台物理服务器上共享数据 在不考虑地形(障碍)动态变化的情况下，NavMesh的数据是静态的。所有寻路进程可以同时读取共享数据。 但是Cache是动态刷新的。必须考虑进程间的同步问题。 考虑加锁 对Cache进行加锁 寻路算法每有哪些信誉好的足球投注网站一块区域时都要获取锁，然后判断Cache里是否有可以利用的数据。 当寻路出新的路径时也要获取锁，并将计算结果写入Cache中。 寻路过程中总是在获取锁，等于单进程跑。 读写锁 寻路过程中可以明确区分读写两个阶段 寻路过程中，获取读锁来获取Cache数据。 寻路结束后，获取写锁来更新Cache数据。 多个进程可以同时读Cache，但是如果有进程要写Cache的话，所有进程都要等。 利用本地Cache提高并发能力 为每个进程增加一个本地的私有Cache。 寻路进程算出结果后只将寻路结果更新到本地的Cache。而不是立刻去写共享的Cache。 等一段时间之后，进程再一次性讲本地Cache的内容提交到共享Cache。 降低了进程获取共享Cache写锁的频率，从而提高并发能力。 带本地Cache的寻路进程 锁的问题 锁的目的就是让程序变得不并行。 锁本身的代价很高，特别是进程之间的锁，往往需要使用操作系统内核对象来实现，获取和释放的开销通常在1000 CPU Tick左右。 锁很不安全，只有有一初代码没有按规矩来获取或者释放锁，整个系统都会出问题。 利用调度算法避免锁 引入一个调度进程。 所有寻路进程的任务由调度进程分配。 所有寻路进程完成寻路任务的时候向调度进程汇报。 调度进程没有分配任务的时候，寻路进程不能访问共享Cache（读/写都不行）。 调度进程可以在没有进程访问共享Cache的时候向一个进程分配更新共享Cache的任务。 调度进程