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游戏里数据库那些事儿,技术怎么用其实挺复杂的,也挺关键

根据游戏开发者访谈、技术博客如Gamasynesis、Game Developer Conference演讲摘要,以及《游戏引擎架构》等书籍中的相关章节综合提炼)

游戏里的数据库,跟咱们平时想的公司里那种存用户信息的数据库,完全是两码事,游戏世界每分每秒都在变,成千上万的玩家同时在线上,他们的位置、血量、背包里的道具、任务进度……所有这些数据都不能出错,还得让玩家感觉不到延迟,这可不是简单的存进去、取出来就行,技术怎么用,里面门道深了,而且特别关键,搞不好整个游戏体验就砸了。

游戏里数据库那些事儿,技术怎么用其实挺复杂的,也挺关键

游戏开发者面临的最大矛盾就是“快”和“久”的矛盾。“快”是指速度,数据读写必须飞快,不能玩家砍了个怪,等了好几秒经验值才加上去,那肯定被骂死。“久”是指持久化,也就是数据要安全地存下来,不能服务器一重启,玩家辛辛苦苦练的号就回档了。

为了解决这个矛盾,游戏里用的数据库技术非常灵活,甚至是“混搭”的,你很少看到一个大型网游只用一种数据库打天下。

游戏里数据库那些事儿,技术怎么用其实挺复杂的,也挺关键

最常见的是内存数据库加定期存盘。(来源:多篇关于MMORPG架构的技术分析)这是游戏服务器的核心,简单说,就是把最常用、最需要快的数据,比如玩家当前的状态、地图上怪物的情况,全部放在服务器的内存里,内存读写速度是硬盘的几百上千倍,这样才能支撑起实时的游戏逻辑运算,想象一下,一个万人同服的战场,如果每个玩家的每次移动、每次攻击都要去读写硬盘,再强的服务器也得卡成幻灯片。

但内存有个致命问题:一断电,数据就全没了,游戏服务器会设定一个“存盘点”,每隔几分钟,或者当玩家触发某个关键动作(如下线、切换地图)时,再把内存里这一段时间变化的数据,一次性写入到像MySQL、PostgreSQL这样的传统关系型数据库,或者一些NoSQL数据库里做永久保存,这就好比你在玩单机游戏时的“自动存档”,游戏过程是流畅的(在内存里运行),但会在关键时刻给你存个档(写入硬盘),这种设计是在速度和安全性之间做了一个巧妙的平衡,这里面风险也挺大,如果服务器在两次存盘之间崩溃了,那么这段时间内所有玩家的进度就丢失了,存盘的策略和频率,是服务器端非常重要的调优点。

游戏里数据库那些事儿,技术怎么用其实挺复杂的,也挺关键

另一种情况是,不同类型的数据,用不同的数据库来存。(来源:游戏公司技术分享案例)游戏里的数据种类太多了,不能一概而论。

  • 玩家档案数据:比如账号ID、创建角色时间、总游戏时长等,这类数据结构性很强,变化不频繁,但要求绝对可靠,通常就用成熟的MySQL这类关系型数据库来存。
  • 社交关系数据:比如好友列表、公会成员、邮件系统,这类数据关系复杂,而且需要快速查询“谁是谁的好友”,一些图数据库可能更合适。
  • 游戏内动态数据:比如全服拍卖行、排行榜,这类数据需要极高的读写并发能力,可能就会用到像Redis这样的内存键值数据库,它能瞬间处理海量的排行榜更新。
  • 大量非结构化数据:比如玩家自己创作的关卡设计、角色的详细配置表(由策划人员编写),这些可能就直接以JSON文件的形式存在,或者用MongoDB这类文档数据库来管理。

你看到一个游戏后台,可能同时运行着好几种数据库系统,各司其职,共同支撑起整个游戏世界。

数据库的设计直接决定了游戏能做什么、不能做什么。(来源:《游戏引擎架构》中对数据驱动的讨论)策划想让玩家背包里的道具可以自由交易,甚至挂到拍卖行,如果数据库一开始没设计好,物品数据是和角色ID强绑定的,那要实现交易功能就得大动干戈,甚至重构底层数据库结构,这成本就太高了,再比如,如果想做一个能回溯玩家所有行为(用于反作弊或数据分析)的系统,那可能就需要引入类似“事件溯源”的模式,把玩家的每一个操作都当成一条记录存下来,这又是一种完全不同的数据库设计思路。

数据库问题也是线上事故的重灾区。(来源:游戏运维经验分享)很多玩家遇到过的“回档”、“复制道具”、“刷金币”等恶性BUG,根源往往都出在数据库的并发控制上,当两个玩家同时竞拍一件装备,或者两个线程同时给一个公会仓库存入物品时,如果数据库的“锁”没用好,就可能出现数据错乱,处理海量玩家同时写入,保证数据的“原子性”(一个操作要么全完成,要么全不完成),是游戏数据库技术中最复杂、最考验功力的地方之一。

游戏里的数据库事儿特别多,它不像一个安静的仓库,更像一个高速运转的交通枢纽,时时刻刻都在处理着海量的数据流,用什么技术、怎么设计、如何备份和扩展,每一个决策都直接影响着游戏的稳定性、可玩性和未来的发展潜力,说它是游戏的“隐形骨架”,一点都不过分。