遊戲服務器架構與優化 [Architecture and Optimization for Game Servers]

遊戲服務器架構與優化 [Architecture and Optimization for Game Servers] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

蔡能 著
圖書標籤:
  • 遊戲服務器
  • 服務器架構
  • 遊戲開發
  • 網絡編程
  • 性能優化
  • 分布式係統
  • 雲計算
  • 實時係統
  • 高並發
  • 遊戲技術
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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111595472
版次:1
商品編碼:12351770
品牌:機工齣版
包裝:平裝
叢書名: 遊戲開發與設計技術叢書
外文名稱:Architecture and Optimization for Game Servers
開本:16開
齣版時間:2018-04-01
用紙:膠版紙
頁數:

具體描述

産品特色

編輯推薦

適讀人群 :本書適閤各種程序員閱讀,有經驗的,無經驗的,對網絡編程有興趣的,或者單純寫客戶端的,都適閤閱讀,在不同的章節中都會有不同的收獲和體會。

(1)作者是資深服務器底層技術專傢、遊戲服務器開發專傢,20餘年經驗總結,曾在網易工作7年,參與過各種類型遊戲和應用的服務器的架構、設計和開發;

(2)針對各種遊戲和應用所對應的服務器類型,從單機到集群,有針對性地對服務器進行架構上的剖析和優化;

(3)極客邦科技(InfoQ)和Talkingdata增長黑客負責人於洋鼎力推薦。


內容簡介

這是一部從實操的角度講解各種類型的遊戲和應用服務器的架構、設計、開發和優化的著作。

作者是資深的遊戲服務器技術專傢和底層技術專傢,有20餘年開發和管理經驗,曾在網易工作7年,參與過各種類型的遊戲的研發。

本書針對MMORPG、SLG、卡牌、3D虛擬社區等各種遊戲,以及App、深度學習服務、商城等各種應用對應的各種類型的服務器的研發和優化給齣瞭具體的指導意見。從單機到集群,從基礎的網絡編程到分布式架構,由淺入深、承上啓下、前後呼應,整本書內容前後貫穿、邏輯縝密,對於開發和運維人員來說相當實用。

全書共13章,分為三個部分:

第一部分(第1~3章) 網絡和服務器

本書以Python為描述語言,所以首先詳細講解瞭Python中的網絡編程模塊,然後講解瞭服務器相關的通信加密、WebSocket、多綫程等技術。

第二部分(第4~5章) 存儲和數據庫

這部分首先講解瞭數據庫存儲的基礎知識,如內存數據同步、數據備份與恢復、SQLite等;然後重點介紹瞭高並發服務器的存儲方案、高速緩存方案、二進製緩存方案、大規模計算方案,以及基於區塊鏈技術的存儲方案。

第三部分(第6~13章) 服務器架構及其優化

第6章和第7章介紹瞭服務器的架構演變以及不同類型的遊戲服務器各自是如何交互的;第8章和第9章詳細講解瞭遊戲大廳和實時交互服務器的架構、開發和優化;第10章講解瞭天梯和經濟係統的開發與設計;第11章講解瞭服務器的承載量以及客戶端的優化方案;第12章介紹瞭分布式服務器相關的技術;第13章從語言的角度對遊戲服務器開發的技術選型給齣瞭非常全麵的分析。


作者簡介

蔡能(DarkSpy)

資深服務器底層技術專傢和遊戲服務器開發專傢,有超過20年的編碼和團隊管理經驗,是網易的早期員工之一。

在遊戲開發領域有非常深厚的積纍,帶領團隊開發瞭各種類型(PC遊戲、手遊、頁遊、2D遊戲、3D遊戲、VR/AR遊戲等)的遊戲和應用服務器,對服務器的架構、編寫、優化和並發策略有深刻的認識和獨到的見解;在C/C++、Python、PHP等技術領域的經驗十分豐富。

1996~2009年期間,曾編寫過極富盛名的EasyCode和EasyCode Pro,以及其他被收錄到各大雜誌典藏光碟的軟件,EasyCode 在參加《程序員》網站舉辦的”中國共享軟件評比”活動時得票數在同類軟件中名列前茅。是《程序員》雜誌2007~2008年C/C++領域的點評專傢,擅長軟件架構和底層技術。2013年7月,接受《今日早報》關於遊戲行業的采訪。


精彩書評

現在有越來越多的年輕人通過玩遊戲來釋放工作壓力。因此,如何保障用戶在遊戲過程中能夠有一個流暢、穩定、愉悅的體驗,成為遊戲開發者的重中之重。

市麵上講服務器架構和優化的書也不少,在極客邦科技每年舉辦的 QCon 全球軟件開發大會、ArchSummit 全球架構師峰會等技術大會上,架構、性能優化也一直是受歡迎的主題。但是,由於遊戲行業的特殊性,專門闡述該行業架構和優化的論壇和書籍一直寥寥無幾。

蔡能是網易的早期員工,在軟件研發領域有著 20 多年的經驗,他這本書正好填補瞭這個空缺。無論你是遊戲開發者,還是運維工程師,在本書中,都能讓你對遊戲開發和運維所涉及到的核心技術有更深入的瞭解,從而幫助自己高質高效地完成現有工作。最終從更高的層麵去分析、解決業務問題,成為一名優秀的技術人員。

——霍泰穩 極客邦科技創始人兼 CEO

我內心深處,對遊戲行業的研發人員是極其尊敬的,因為他們要提供比金融機構更加準確和實時的服務體驗,容不得半點馬虎,否則就會遭遇玩傢的投訴,並讓用戶流失。而這其中,連通性和服務器開發則是重中之重。這本書會讓從事遊戲開發、架構和運維的工程師們受益良多,一方麵瞭解遊戲服務器開發與架構的邏輯,另一方麵是可以幫助大傢進一步拓展思路,觸發更多的思考。

——於洋 TalkingData Growth Hacker負責人


目錄

目  錄?Contents
前 言
第一部分 網絡和服務器
第1章 Python網絡編程模塊 2
1.1 Python Socket 3
1.1.1 Socket套接字 3
1.1.2 SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 4
1.1.3 阻塞和非阻塞模式 5
1.2 服務器端其他Socket方法 7
1.2.1 bind和listen 7
1.2.2 setsockopt 8
1.3 客戶端Socket 10
1.4 通用的Socket方法 12
1.4.1 recv和send 12
1.4.2 recvfrom和sendto 13
1.5 SimpleHTTPServer和BaseHTTPServer 14
1.5.1 SimpleHTTPServer 15
1.5.2 BaseHTTPServer 15
1.6 urllib和urllib2 17
1.6.1 urllib.urlopen和urllib2.urlopen 18
1.6.2 urllib2中的GET和POST方法 19
1.7 事件驅動框架Twisted 20
1.7.1 Reactor模式 21
1.7.2 run、stop和callLater 23
1.7.3 Transports、Protocols、Protocol Factoies以及Deferred 24
第2章 通信加密 26
2.1 軟件、通信加密的幾種常用方案 27
2.1.1 異或位運算加密 27
2.1.2 其他對稱加密 29
2.1.3 非對稱加密 30
2.2 OpenSSL 33
2.2.1 生成證書 35
2.2.2 公鑰和私鑰的配置 40
2.3 SSL/TLS通信 43
2.3.1 SSL/TLS連接 45
2.3.2 SSL/TLS HTTPS通信 46
2.4 其他加密方式 49
2.4.1 散列算法 49
2.4.2 BASE64 52
2.4.3 多國語言 53
第3章 服務器實作 55
3.1 構建Python Websocket服務器 55
3.1.1 Websocket的應用場景 57
3.1.2 實作Websocket握手協議 59
3.1.3 MAGIC_STRING在Websocket中的作用 60
3.1.4 Websocket 啓動 62
3.1.5 Websocket消息拆分和讀取 63
3.2 多綫程服務器 64
3.2.1 Python的多綫程模式 65
3.2.2 鎖 68
3.2.3 Python GIL 70
3.2.4 multiprocess的解決思路 72
3.2.5 給Websocket加上多綫程 73
3.3 綫程池 75
3.3.1 默認綫程池和進程池 75
3.3.2 協程 76
3.3.3 第三方庫 78
3.3.4 gevent的數據結構 85
第二部分 存儲與數據庫
第4章 基礎內容存儲 94
4.1 數據庫存儲的種類 95
4.2 SQL與NoSQL 96
4.2.1 SQL 96
4.2.2 SQL語句語法 97
4.2.3 NoSQL 101
4.2.4 NoSQL語句語法 106
4.3 內存與IO讀寫速度 108
4.4 同步內存數據 109
4.4.1 Redis數據庫的持久性 111
4.4.2 Redis主從數據庫復製 112
4.5 數據備份和恢復 113
4.5.1 備份的類型 114
4.5.2 使用Python編寫備份代碼 115
4.6 不可或缺的SQLite 117
第5章 存儲方案 121
5.1 高並發服務器的存儲方案 121
5.1.1 網站高並發服務器的策略 122
5.1.2 數據庫的鎖 125
5.2 高速緩存 127
5.2.1 Memcached 127
5.2.2 大文件緩存 129
5.2.3 分布式和集群 130
5.3 二進製存儲方案 132
5.3.1 磁盤IO和緩存 133
5.3.2 圖片和影音文件 134
5.4 大規模計算 135
5.4.1 圖片服務器的架構 136
5.4.2 讀取和寫入文本 137
5.4.3 文本搜索方案 138
5.5 區塊鏈技術 139
第三部分 服務器架構及其方案
第6章 遊戲服務器初探 144
6.1 服務器消息和輪詢 144
6.1.1 卡牌遊戲和弱連接 145
6.1.2 消息的輪詢 147
6.2 遊戲服務器架構演變 149
6.2.1 “上古時代”的遊戲服務器 149
6.2.2 近代的網絡遊戲服務器 153
6.2.3 近現代經典遊戲服務器模型 155
6.3 地圖的無縫連接 157
6.3.1 無縫連接的分析 158
6.3.2 無縫地圖更深層次的問題 160
第7章 遊戲服務器的交互 165
7.1 無狀態和有狀態的服務器設計方案 165
7.1.1 無狀態的服務器設計方案 166
7.1.2 有狀態的服務器設計方案 167
7.2 輪詢 169
7.3 集群方案 171
7.3.1 集群的幾種方式 171
7.3.2 集群的方案 172
7.3.3 數據庫方案 173
7.3.4 Web服務和數據庫 174
7.3.5 其他方案 176
7.4 定時任務 178
第8章 遊戲大廳 181
8.1 大廳登錄流程 181
8.1.1 登錄和選擇遊戲區 182
8.1.2 注冊和登錄 183
8.2 中間件 185
8.2.1 中間件的相關概念 186
8.2.2 ElasticSearch 191
8.2.3 在Python中使用ES 193
8.3 聊天服務 195
8.3.1 聊天服務器的搭建 195
8.3.2 聊天內容的獲取和分發 196
8.4 大廳與遊戲的對接 198
8.4.1 創建房間 198
8.4.2 與遊戲的對接 199
第9章 實時交互服務器 202
9.1 長連接和強交互 202
9.1.1 TCP連接 203
9.1.2 多綫程 205
9.1.3 異步控製 206
9.1.4 加入隊列 207
9.2 使用UDP的方案 210
9.2.1 什麼是UDP協議 210
9.2.2 TCP協議和UDP協議的區彆 212
9.2.3 使用Python編寫UDP服務 214
9.2.4 加入多綫程 216
9.3 協議包的設計和實現 218
9.3.1 協議包頭和包身 219
9.3.2 協議包完整性 221
9.3.3 協議的加密和壓縮 222
9.3.4 協議包混淆 223
9.4 斷綫重連 224
第10章 天梯和經濟係統 227
10.1 什麼是天梯 227
10.1.1 天梯的框架 229
10.1.2 數據載入 230
10.2 天梯層級 231
10.3 經濟係統 234
10.3.1 經濟係

前言/序言

前  言

為什麼要寫這本書

在人們的觀念中,遊戲行業是一個既火爆又賺錢的行業,而遊戲開發在非遊戲開發人員的心裏,則是比較神奇的存在。隔行如隔山,遊戲究竟是如何開發的?遊戲服務器究竟又是怎樣工作的?

軟件服務器後颱開發人員對於遊戲服務器的開發充滿興趣,而對於本身就是遊戲開發者的人來說,對於更深層次的服務器邏輯,各種類型遊戲服務器的區分和編寫,各種平颱的優化,都需要進行更進一步的瞭解。

作為遊戲開發人員,H5 Game和Flash Game之間通信的差異在哪裏?MMORPG的服務器究竟該怎麼編寫?HTTPS通信和普通HTTPS協議有何區分?如何進行分布式編程?如何提高遊戲服務器的高並發量?這些都是需要重點關心的問題。

不僅僅是遊戲開發人員,作為普通後颱開發人員,配置負載均衡,利用後颱程序之間的相互通信進行負載,也是比較關心的問題。現今琳琅滿目的開發包、開發工具,讓這些事情變得事半功倍,在這樣的情況下,如何利用現有的工具來進行配置,提高並發量,或者如何利用分布式計算來提高業務效率、工作效率,盡其所能地發揮工具的最大效率,也成為我們必須麵對並解決的問題。

對於運維人員來說,麵對的不僅僅是服務於程序員的各種後颱配置,也需要集群配置、HTTPS,甚至各種類型數據庫的配置。

針對以上提到的所有問題,本書會進行深入挖掘。

本書中99%使用Python語言進行代碼或者僞代碼的編寫和說明,為什麼使用Python?這是因為雖然開發遊戲服務器的語言多種多樣,包括C/C++、Python、Node.JS等,但Python是目前上升熱度最快,且用戶呈直綫增長的一種語言,其簡潔的特性,就算是非專業程序員都可以很快掌握,學習成本不高,且能達到較為滿意的産齣。

從國內的情況來看,關於Python或遊戲開發的書籍都很多,但是將兩者閤二為一進行講解和說明的卻並不多見。筆者在幾十年的工作過程當中,經曆瞭各種各樣的項目,雖然大部分屬於遊戲行業,但其他行業也有涉及,比如視頻類網站、人工智能、區塊鏈等。在經曆這些項目的過程中,我看到很多的團隊和開發人員為瞭某一個項目和業務的功能進行各種細節上的取捨,或者各種沒有經驗一腳踩進大坑,這讓我萌生編寫本書的想法。我希望能盡一點微薄之力,將在遊戲後颱或其他後颱開發過程中所經曆的各種問題、優化方案及解決方案,進行一個提煉和匯總,如果能具體解決讀者的各種問題,那就是本書之幸,本人之福。

讀者對象

本書針對遊戲服務器、應用服務器後颱的優化、搭建以及應用進行講解和介紹。為瞭照顧各個層麵的讀者,本書使用的語言是Python 2.7版本,書中並沒有就Python基礎規則和語法做詳細介紹,因此要求讀者具有基本的Python編程知識,比如Python庫的導入、pip包安裝工具的使用、調用庫函數等基礎語法知識。事實上,如果你專心花上幾個小時的時間自學一下Python,就能具備Python的編程基礎。

本書對讀者的知識背景沒有特定要求,如果你擁有瞭Python編程基礎,看完本書應該對服務器端需要做什麼、應該做什麼、怎麼做,有瞭然於胸的感覺。具體來說,本書適閤以下幾類讀者閱讀:

遊戲服務器程序員。本書的核心命題就是遊戲服務器的優化,其中涉及遊戲服務器的基礎、搭建;Socket知識、HTTPS基礎;以及使用Python進行實作和優化。無論你是遊戲後颱開發人員還是客戶端開發人員,都可以從書中獲益。

應用服務器開發程序員。雖說遊戲服務器程序員是重點,但是我們的核心議題仍然是服務器後颱的開發,所以從這點來說,應用服務也是後颱程序,本書在剖析遊戲服務器後颱編寫和優化的同時,也涉及瞭分布式係統、集群,甚至Web服務器,或許在閱讀本書後你會迸發一些靈感。

運維工程師。事實上,隻要是服務器開發,都會涉及運維的工作,而一個好的運維,必須而且一定會涉及各種腳本語言的開發和對現有係統的擴展。當一個團隊中的程序員忙得不可開交的時候,一個好的運維能幫助程序員分擔40%甚至更多的工作量。本書也介紹和挖掘瞭後颱編碼過程中的各種配置和搭建,比如HTTPS的配置、Websocket的Python實現等。如果你是運維工程師,或多或少會從書中汲取一些知識。

Python程序員。Python能做什麼?它也能編寫遊戲服務器嗎?答案是肯定的。隻要你做得好,搭配得當,使用Python編寫遊戲後颱不會比其他語言差(比如Java),有時候甚至更方便。如果你是Python程序員,又希望涉獵遊戲後颱的開發,本書一定會對你有極大幫助。

如何閱讀本書

本書內容從邏輯上共分為三大部分。

第一部分的內容包括第1~3章,主要介紹瞭Python中網絡的基礎模塊、通信加密,以及一部分服務器實作。其中:

第1章的內容包含Socket套接字的介紹和使用、基礎send和recv方法、阻塞和非阻塞方式、urllib和urllib2等Python基礎庫的使用。

第2章介紹瞭通信加密,其中包括基礎的異或加密、對稱和非對稱加密,以及OpenSSL、SSL/TLS通信方式等的詳細介紹。

第3章開始使用Python代碼編寫實際可運行的服務器代碼,並介紹瞭Websocket協議、GIL的優劣,以及Python綫程池的使用。

第二部分的內容包括第4章和第5章的內容,介紹瞭基礎內存存儲和存儲方案。

第4章主要介紹瞭內存存儲的基礎內容,包括常用的幾種數據庫,內存與IO續寫速度,同步內存數據等。

第5章從存儲方案展開,結閤實例對幾種常用的存儲方案進行瞭介紹,如高並發服務器的存儲方案等。

第三部分內容包括第6~12章的內容,深度挖掘瞭分布式、集群、MMORPG服務器類型的交互、弱連接和長連接、服務器承載方案等。在大部分章節中,都包含瞭:

基本內容:有關本章所需要的知識點和內容的介紹。

代碼示例:在介紹完內容後,就會有代碼示例,以解決基本內容中所提齣的問題。

示例圖(錶):對於基本內容或者代碼示例介紹仍然不清楚的通過示例圖進行更詳細剖析。

結果:運行完代碼後可能獲得的結果。

除瞭以上內容外,書中還包含以下內容,目的是對書中涉及的特定內容進行解釋和說明:

本章小結:主要章節的結尾寫有“小結”,小結分為兩種。

內容小結:有關本章內容的總結。

代碼小結:對代碼進行總結,讓讀者對所閱讀的代碼有更深的認識。

粗體字:對於知識點的重要提示或者讀者容易混淆和忽略的地方,使用瞭粗字體進行瞭提示。

勘誤和支持

由於筆者水平有限且撰稿時間有限,書中難免會齣現一些錯誤或者不準確的地方,懇請讀者批評指正。讀者可通過以下途徑聯係並反饋建議或意見:

即時通信:添加個人QQ(37856)或微信(darkspycyber)反饋問題。

電子郵件:發送email到darkspycpp@gmail.com。

緻謝

在本書的撰寫過程中,筆者得到瞭來自多方的指導、幫助和支持。

首先要感謝的是機械工業齣版社華章公司的副總編輯楊福川老師。本書是筆者的處女作,楊老師在起初定內容和目錄的時候,不辭辛勞,耐心地給筆者這個完全不明白如何係統寫書的人相當多的指點和幫助,為此書的撰寫提供瞭方嚮和思路指導。

其次要感謝我的良師益友賴永浩,即《編寫高質量代碼:改善Python程序的91個建議》的作者。他給瞭我極大的幫助和鼓勵,在Python領域他幾乎是無敵的(笑),能和他共事並且一路走來非常地榮幸和開心。

再次,要感謝在各個項目和工作中提供寶貴經驗和支持的良師益友和工作夥伴們,他們是(排名不分先後):王永梅、吳東源、陳文亞、李明江、金李東、李漢曦、王雲根、徐逸峰、常萌、趙雲峰、王英全等。

另外,還要感謝全程參與審核、校驗等工作的孫海亮老師,以及其他背後默默支持的齣版工作者,他們的辛勤付齣保證瞭本書能夠順利麵世。

最後感謝我的父母、傢人和朋友,有瞭他們,我纔有精力完成本書的全部撰寫工作。

謹以此書獻給熱愛編程、熱愛遊戲、熱愛IT工作並為之奮鬥的朋友們,願大傢身體健康、生活美滿、事業有成!


蔡能(DarkSpy)



《精通數據結構與算法:實戰應用與性能調優》 內容概述 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數據結構與算法學習體驗。我們不僅僅停留在理論層麵,更側重於算法在實際問題中的應用,並提供詳細的性能分析與優化技巧。全書共分為四個核心部分,循序漸進地引導讀者掌握數據結構與算法的精髓。 第一部分:數據結構基礎與核心應用 本部分將從最基礎但至關重要的數據結構入手,為後續更復雜的主題打下堅實的基礎。我們將逐一剖析: 數組與鏈錶: 深入理解它們在內存管理、訪問效率和動態增長方麵的特性。通過實際案例,如實現動態數組、單嚮/雙嚮鏈錶,讓讀者體會其設計理念與優缺點。我們將重點探討數組的隨機訪問優勢與鏈錶的插入刪除靈活性,並分析在不同場景下的選擇依據。 棧與隊列: 講解它們的“後進先齣”(LIFO)與“先進先齣”(FIFO)特性,並結閤實際應用,如函數調用棧、錶達式求值、廣度優先搜索(BFS)等。讀者將學習如何利用數組或鏈錶高效地實現棧和隊列,並理解它們在算法中的核心作用。 哈希錶(散列錶): 這是數據結構中極其重要的一環。我們將詳細講解哈希函數的設計原則、衝突解決策略(如鏈地址法、開放地址法),以及哈希錶在數據查找、去重、緩存等方麵的強大威力。通過實現一個簡單的哈希錶,讀者將深刻理解其時間復雜度上的理論優勢(平均O(1))。 樹結構: 二叉樹與二叉搜索樹(BST): 介紹樹的基本概念,如節點、根、子節點、葉子節點等。重點講解二叉搜索樹的性質以及在其上的插入、刪除、查找操作。我們將分析BST在平衡性上的潛在問題,為後續平衡樹做鋪墊。 平衡二叉搜索樹(AVL樹、紅黑樹): 深入探討如何通過鏇轉等機製維護樹的平衡,從而保證查找、插入、刪除操作的時間復雜度始終保持在O(log n)。我們將詳細解析AVL樹和紅黑樹的插入和刪除算法,並通過圖示輔助理解。 B樹與B+樹: 講解它們在文件係統和數據庫索引中的應用,強調其多路分支的特點以及對磁盤I/O的優化。讀者將理解為何B樹及其變種更適閤處理大量數據的外部存儲場景。 堆(Heap): 重點講解最小堆和最大堆的性質,以及它們在優先隊列和堆排序中的應用。我們將演示堆的插入、刪除(提取最小值/最大值)操作,並分析其時間復雜度。 圖結構: 鄰接矩陣與鄰接錶: 講解兩種錶示圖的方式,並分析它們在空間和時間效率上的權衡。 圖的遍曆: 詳細介紹深度優先搜索(DFS)和廣度優先搜索(BFS)算法,並結閤實際問題,如連通分量查找、最短路徑初步探索等。 最短路徑算法: 深入講解Dijkstra算法(單源最短路徑)和Floyd-Warshall算法(所有頂點對最短路徑),並分析它們的適用場景和時間復雜度。 最小生成樹算法: 介紹Prim算法和Kruskal算法,並解釋它們在網絡構建等問題中的應用。 第二部分:算法設計範式與核心思想 本部分將聚焦於解決問題的通用策略和方法論,幫助讀者建立強大的算法思維。 分治法(Divide and Conquer): 講解其基本思想,即將復雜問題分解為若乾個規模更小的相同子問題,然後遞歸地解決這些子問題,最後將子問題的解閤並起來。通過經典的例子,如歸並排序、快速排序、二分搜索,讀者將深刻理解分治法的威力。 動態規劃(Dynamic Programming): 這是解決許多優化問題的利器。我們將從“最優子結構”和“重疊子問題”這兩個核心概念入手,詳細講解動態規劃的兩種實現方式:自頂嚮下(帶備忘錄)和自底嚮上(迭代)。通過一係列經典問題,如斐波那契數列、背包問題、最長公共子序列、編輯距離等,讀者將學會如何識彆可應用動態規劃的問題,並構建狀態轉移方程。 貪心算法(Greedy Algorithms): 講解貪心算法的基本思路,即在每一步選擇當前看起來最優的選項,期望最終能得到全局最優解。我們將分析貪心算法適用的條件,並用實例,如活動選擇問題、霍夫曼編碼、最小生成樹(Kruskal算法),來展示其應用。同時,也會討論貪心算法的局限性。 迴溯法(Backtracking): 介紹迴溯法用於解決搜索類問題,特彆是那些可以通過“試探”並“撤銷”來找到所有解或部分解的問題。我們將通過N皇後問題、數獨求解、組閤總和等例子,講解迴溯法的遞歸框架和剪枝策略,以提高搜索效率。 分支限界法(Branch and Bound): 講解分支限界法是一種在包含問題所有可能解的搜索空間上,通過剪枝來避免搜索不必要子空間的搜索技術。我們將與迴溯法進行對比,並用一些優化問題作為例子,如旅行商問題,來闡述其工作原理。 第三部分:算法分析與性能優化 僅僅掌握算法的實現是不夠的,理解其性能並進行優化是提升工程能力的關鍵。 時間復雜度與空間復雜度分析: 詳細講解如何分析算法的時間和空間復雜度,理解大O符號(O)、大Ω符號(Ω)、大Θ符號(Θ)的含義。我們將演示對各種數據結構操作和算法的復雜度分析過程。 平均情況與最壞情況分析: 探討在不同輸入分布下,算法性能的差異,以及為什麼理解最壞情況性能至關重要。 漸進分析與常數因子: 講解在算法比較中,為什麼漸進復雜度比常數因子更重要,但同時也需要注意實際工程中的常數開銷。 常見的性能瓶頸: 分析導緻算法性能低下的常見原因,如低效的數據結構選擇、冗餘計算、不閤理的迭代次數等。 算法優化策略: 數據結構選擇的優化: 根據問題特性,選擇最適閤的數據結構,例如用哈希錶替換綫性查找,用平衡樹優化有序集閤的操作。 緩存與預計算: 講解如何利用緩存(如Memoization)和預先計算結果來避免重復計算。 迭代與遞歸的權衡: 分析何時迭代比遞歸更優,反之亦然,並講解尾遞歸優化。 位運算的技巧: 介紹一些利用位運算來提高效率的小技巧。 並行與並發的初步探討: 簡要介紹並行化和並發處理如何提升大規模數據處理的性能。 內存局部性優化: 探討如何通過調整數據訪問模式來利用CPU緩存,提升性能。 第四部分:實戰案例分析與進階主題 本部分將前麵所學知識融會貫通,通過真實的案例來展示算法的強大應用,並觸及一些更進階的主題。 字符串匹配算法: 深入講解樸素匹配算法、KMP算法(Knuth-Morris-Pratt)以及Boyer-Moore算法,並分析它們的優劣和實際應用場景,如文本搜索。 排序算法的深度剖析: 除瞭常見的冒泡排序、插入排序、選擇排序,我們還將重點講解快速排序、歸並排序、堆排序的實現細節、穩定性分析以及在不同數據規模下的性能錶現。 圖算法的實際應用: 網絡流(Network Flow): 介紹最大流最小割定理,並講解Ford-Fulkerson算法及其改進算法(如Edmonds-Karp)。 拓撲排序(Topological Sort): 講解其在有嚮無環圖(DAG)中的應用,如任務調度。 最短路徑的變種: 如Bellman-Ford算法(處理負權邊)等。 近似算法與NP-hard問題簡介: 簡要介紹NP-hard問題的概念,以及在無法找到精確解時,如何使用近似算法來尋找一個可接受的解。 數據結構與算法在特定領域的應用: 數據庫索引優化: 講解B+樹在數據庫中的作用。 搜索引擎的實現原理: 涉及倒排索引、字符串匹配等。 推薦係統的算法基礎: 協同過濾、基於內容的過濾等。 圖形學中的幾何算法: 如碰撞檢測、掃描綫算法等。 工程實踐中的注意事項: 強調代碼的可讀性、可維護性,以及在追求性能時,不應犧牲程序的可理解性。 學習目標 通過本書的學習,讀者將能夠: 深刻理解 各種核心數據結構的內部機製、優缺點以及適用場景。 熟練掌握 分治、動態規劃、貪心、迴溯等經典的算法設計範式。 準確分析 算法的時間復雜度和空間復雜度,並識彆性能瓶頸。 運用 各種優化策略,顯著提升算法的執行效率。 解決 復雜的實際問題,並能夠選擇和設計齣高效的解決方案。 建立 嚴謹的計算思維和解決問題的能力,為進一步學習更高級的計算機科學知識打下堅實基礎。 本書適閤所有希望提升算法功底的計算機科學專業學生、軟件工程師、算法工程師以及對數據結構與算法感興趣的開發者。通過理論講解、代碼示例和案例分析相結閤的方式,我們緻力於幫助讀者真正“精通”數據結構與算法,並在實際開發中遊刃有餘。

用戶評價

評分

最近我一直在尋找一本能夠係統性地闡述遊戲服務器底層原理和高級優化技術的書籍,《遊戲服務器架構與優化》這個書名立刻就吸引瞭我的注意。它不僅僅是關於“架構”,更包含瞭“優化”,這正是我目前最迫切需要提升的技能。我希望這本書能夠為我揭示遊戲服務器設計背後的那些“藝術”和“科學”。我特彆好奇書中是否會深入講解內存管理、CPU調度、網絡I/O等底層機製,以及如何在這些層麵進行精細化的優化。例如,如何設計一套高效的垃圾迴收機製,如何利用多綫程和協程來充分利用多核CPU資源,以及如何選擇最適閤遊戲場景的網絡傳輸協議。此外,我非常關注書中對於“熱更新”和“在綫擴容”等高級特性的討論,這些能力對於保證遊戲長時間的穩定運行至關重要。我希望這本書能夠幫助我從一個“能用”的服務器開發者,成長為一個“擅長”的服務器架構師,能夠設計齣既穩定可靠,又性能卓越的遊戲服務器。

評分

我一直認為,一款遊戲的成功,除瞭創意和玩法,強大的後端技術支撐至關重要,而這恰恰是《遊戲服務器架構與優化》這本書的核心。《遊戲服務器架構與優化》聽起來就是一本能夠幫助我解決實際問題的寶典。我最關心的是書中對於不同類型遊戲(例如MMORPG、MOBA、FPS等)的服務器架構差異的闡述。畢竟,不同遊戲對服務器的要求韆差萬彆,一種通用的架構很難滿足所有需求。我希望書中能夠提供一些案例分析,展示成功的遊戲是如何構建其服務器架構的,並從中提煉齣可藉鑒的經驗。另外,關於“優化”,我特彆想瞭解其中的一些高級技巧,比如如何進行代碼級彆的性能調優,如何利用緩存策略來減輕數據庫壓力,以及如何設計高效的數據同步機製。我設想這本書會包含大量的圖錶和代碼示例,幫助我直觀地理解復雜的概念。這本書對我而言,不僅僅是學習知識,更像是一次與頂級遊戲架構師的深度對話,讓我能夠站在巨人的肩膀上,少走彎路。

評分

初拿到《遊戲服務器架構與優化》這本書,我最先被它厚實、沉甸甸的體量所吸引。封麵設計簡潔大氣,書名直接點明瞭核心內容,仿佛一位經驗豐富的引路人,承諾要帶我穿越復雜的遊戲服務器領域。我一直以來都對構建穩定、高效且能承載海量玩傢的遊戲世界充滿好奇,而這本書恰好滿足瞭我對這方麵知識的渴望。我期望能在這本書中深入瞭解那些支撐起宏大遊戲宇宙的幕後英雄——服務器的架構設計。究竟有哪些主流的架構模式?它們各自的優缺點是什麼?如何選擇最適閤不同類型遊戲的架構?這些都是我迫切想知道的答案。同時,“優化”這個詞更是讓我眼前一亮,這意味著書中不會止步於理論,還會提供切實可行的技術和策略來提升服務器的性能、降低延遲、增強穩定性。我腦海中浮現齣那些在高峰期依然流暢運行的遊戲,它們背後一定有著精妙絕倫的優化手段。我希望這本書能夠像一位技藝高超的工匠,一步步指導我如何雕琢齣堅固可靠、反應敏捷的遊戲服務器,讓玩傢的遊戲體驗得到質的飛躍。我非常期待這本書能為我打開一扇新的大門,讓我對遊戲服務器的理解上升到一個全新的高度。

評分

《遊戲服務器架構與優化》這本書,對於我這樣一個長期沉浸在遊戲開發一綫,卻在服務器架構方麵感到“力不從心”的開發者來說,無疑是一道曙光。我常常在夜深人靜時思考,為什麼有些遊戲能承載數百萬玩傢同時在綫,而有些卻在幾韆人就捉襟見肘?這背後的架構哲學是什麼?這本書的齣現,讓我看到瞭希望。我期望書中能夠係統地講解從基礎的網絡通信協議,到復雜的分布式係統設計,再到應對DDoS攻擊的安全策略。我尤其對書中可能提到的“微服務架構”在遊戲服務器領域的應用和挑戰很感興趣,以及如何在這種架構下保證低延遲和高可用性。同時,我對遊戲服務器的“可維護性”和“可擴展性”也頗為關注,畢竟遊戲生命周期很長,服務器的迭代和升級是必不可少的。這本書會不會提供一些關於持續集成/持續部署(CI/CD)在遊戲服務器領域的實踐經驗?這對我來說將是巨大的價值。

評分

這本書的齣現,簡直是為我這類遊戲開發領域的“求知者”量身定做的。我經常在工作中遇到各種與服務器性能相關的瓶頸,或者在設計新的係統時,對於如何纔能做到“優雅”和“高效”感到迷茫。市麵上關於遊戲開發的資料很多,但真正深入探討服務器架構和優化細節的卻相對較少,而且很多都是碎片化的信息。《遊戲服務器架構與優化》這本書,從書名就能感受到它的專業性和係統性。我特彆期待書中能詳細介紹如何應對大規模並發連接,如何在分布式環境下保證數據的一緻性,以及如何處理網絡延遲和丟包等棘手問題。此外,我對於遊戲服務器的伸縮性也十分關注,如何纔能讓服務器輕鬆應對玩傢數量的激增,避免因突發流量而崩潰,這其中的技術難度可想而知。這本書或許能提供一套成熟的解決方案,讓我不再是“頭痛醫頭,腳痛醫腳”。我非常希望能在這本書中找到關於性能監控、日誌分析以及自動化部署等方麵的實踐指導,讓我的工作效率得到大幅提升。

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