視頻游戲《光環(huán)4》的Actor模型設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是怎樣的

視頻游戲《光環(huán)4》的Actor模型設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是怎樣的，很多新手對(duì)此不是很清楚，為了幫助大家解決這個(gè)難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

在開始設(shè)計(jì)光環(huán)（Halo）系列視頻游戲的下一代——光環(huán)4的時(shí)候，現(xiàn)有的游戲引擎與可用的服務(wù)已經(jīng)無法滿足游戲的需求了，因此開發(fā)者基于Actor模型設(shè)計(jì)了一套全新的解決方案，并使用Orleans框架完成了這套模型的實(shí)現(xiàn)。在QCon倫敦大會(huì)上，Caitie McCaffrey在演講中為聽眾介紹了他們?cè)O(shè)計(jì)與創(chuàng)建這個(gè)新游戲背后的服務(wù)的過程。

McCaffrey原本在微軟游戲工作室就職，目前則在Twitter擔(dān)任分布式系統(tǒng)工程師的職位。他提到了在游戲開發(fā)過程中所遇到的一個(gè)架構(gòu)上的挑戰(zhàn)，是如何設(shè)計(jì)該游戲?qū)⒁鎸?duì)的海量訪問的負(fù)載。在光環(huán)4上線當(dāng)天，共有100萬獨(dú)立在線用戶參與了游戲，這個(gè)數(shù)字在一周之內(nèi)就上升到了400位，游戲時(shí)間總和超過了3000萬小時(shí)。為了應(yīng)對(duì)如此龐大的負(fù)載，該項(xiàng)目選擇了在云端進(jìn)行托管，更具體地說是托管在Azure上，畢竟光環(huán)4是微軟所推出的游戲。其它的挑戰(zhàn)還包括如何保證游戲能夠始終在線運(yùn)行，這就要求服務(wù)器永遠(yuǎn)保持可用狀態(tài)，還要盡量降低延遲，并且提高并發(fā)能力。

在尋找能夠滿足該項(xiàng)目需求的解決方案過程中，項(xiàng)目組的目光投向了Actor模型。從本質(zhì)上說，Actor（角色）是并發(fā)的基礎(chǔ)，該模型的核心概念在于：作為并發(fā)計(jì)算的基元，每個(gè)Actor將通過異步消息發(fā)送的方式與另一個(gè)Actor進(jìn)行通信。當(dāng)某個(gè)Actor收到一條消息之后，它可以選擇將消息發(fā)送給其它Actor，或是創(chuàng)建一個(gè)新的Actor，也可以修改它的內(nèi)部狀態(tài)。這樣一來，就能夠高效地將某個(gè)Actor的所有數(shù)據(jù)保存在同一個(gè)地方，因此McCaffrey和他的團(tuán)隊(duì)通過實(shí)現(xiàn)這些保持狀態(tài)的服務(wù)，創(chuàng)建了一套能夠保持狀態(tài)的中間層，它一方面具有緩存的高性能優(yōu)點(diǎn)，另一方面也不會(huì)產(chǎn)生由于并發(fā)造成的問題。

項(xiàng)目組在微軟內(nèi)部四處尋找可行的方案，他們最終發(fā)現(xiàn)了Orleans框架，這是一個(gè)用于創(chuàng)建基于Actor模型的分布式系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)與編程模型。Orleans框架與其它Actor模型框架最重要的不同之處在于它所獨(dú)有的概念：虛擬Actor。這個(gè)虛擬Actor永遠(yuǎn)不會(huì)被創(chuàng)建或是銷毀，從邏輯上來說它是永遠(yuǎn)存在的。虛擬Actor所具有的關(guān)鍵思想，一是地址的透明性，即發(fā)送給某個(gè)Actor的消息會(huì)被自動(dòng)路由至該Actor，無論該Actor的地址在哪里；二是能夠在不重新進(jìn)行部署的情況下進(jìn)行自動(dòng)橫向擴(kuò)展。

McCaffrey聲稱，在使用了新技術(shù)的全新架構(gòu)中，服務(wù)器的CPU利用率能夠持續(xù)穩(wěn)定在90%的水平上，并且能夠?qū)崿F(xiàn)接近線性增長(zhǎng)的可擴(kuò)展性，能夠輕易地應(yīng)對(duì)負(fù)載的變量，這一點(diǎn)在訪問量突發(fā)性增長(zhǎng)的時(shí)刻相當(dāng)實(shí)用，例如當(dāng)游戲剛剛上線的時(shí)候。

McCaffrey相信，如果沒有Orleans這個(gè)框架，光環(huán)4的項(xiàng)目就不可能獲得成功。由于Orleans能夠?yàn)殚_發(fā)者編寫在分布式環(huán)境中運(yùn)行的代碼提供極大的幫助，因此尋找合適的開發(fā)者也變得簡(jiǎn)單了許多。并且由于它提高了開發(fā)者的生產(chǎn)力，因此開發(fā)者能夠?qū)Ｗ⒂谔岣哂螒虻挠脩趔w驗(yàn)，讓它的表現(xiàn)更加出色。

McCaffrey在一篇較早的博客帖子中，曾經(jīng)介紹了使用Orleans創(chuàng)建RESTful服務(wù)的過程。

對(duì)于實(shí)現(xiàn)Actor模型的不同途徑，InfoQ之前曾經(jīng)專門進(jìn)行過討論和報(bào)告。

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