游戏服务器架构与优化 [Architecture and Optimization for Game Servers]

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蔡能 著
图书标签:
  • 游戏服务器
  • 服务器架构
  • 游戏开发
  • 网络编程
  • 性能优化
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  • 云计算
  • 实时系统
  • 高并发
  • 游戏技术
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111595472
版次:1
商品编码:12351770
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 游戏开发与设计技术丛书
外文名称:Architecture and Optimization for Game Servers
开本:16开
出版时间:2018-04-01
用纸:胶版纸
页数:

具体描述

产品特色

编辑推荐

适读人群 :本书适合各种程序员阅读,有经验的,无经验的,对网络编程有兴趣的,或者单纯写客户端的,都适合阅读,在不同的章节中都会有不同的收获和体会。

(1)作者是资深服务器底层技术专家、游戏服务器开发专家,20余年经验总结,曾在网易工作7年,参与过各种类型游戏和应用的服务器的架构、设计和开发;

(2)针对各种游戏和应用所对应的服务器类型,从单机到集群,有针对性地对服务器进行架构上的剖析和优化;

(3)极客邦科技(InfoQ)和Talkingdata增长黑客负责人于洋鼎力推荐。


内容简介

这是一部从实操的角度讲解各种类型的游戏和应用服务器的架构、设计、开发和优化的著作。

作者是资深的游戏服务器技术专家和底层技术专家,有20余年开发和管理经验,曾在网易工作7年,参与过各种类型的游戏的研发。

本书针对MMORPG、SLG、卡牌、3D虚拟社区等各种游戏,以及App、深度学习服务、商城等各种应用对应的各种类型的服务器的研发和优化给出了具体的指导意见。从单机到集群,从基础的网络编程到分布式架构,由浅入深、承上启下、前后呼应,整本书内容前后贯穿、逻辑缜密,对于开发和运维人员来说相当实用。

全书共13章,分为三个部分:

第一部分(第1~3章) 网络和服务器

本书以Python为描述语言,所以首先详细讲解了Python中的网络编程模块,然后讲解了服务器相关的通信加密、WebSocket、多线程等技术。

第二部分(第4~5章) 存储和数据库

这部分首先讲解了数据库存储的基础知识,如内存数据同步、数据备份与恢复、SQLite等;然后重点介绍了高并发服务器的存储方案、高速缓存方案、二进制缓存方案、大规模计算方案,以及基于区块链技术的存储方案。

第三部分(第6~13章) 服务器架构及其优化

第6章和第7章介绍了服务器的架构演变以及不同类型的游戏服务器各自是如何交互的;第8章和第9章详细讲解了游戏大厅和实时交互服务器的架构、开发和优化;第10章讲解了天梯和经济系统的开发与设计;第11章讲解了服务器的承载量以及客户端的优化方案;第12章介绍了分布式服务器相关的技术;第13章从语言的角度对游戏服务器开发的技术选型给出了非常全面的分析。


作者简介

蔡能(DarkSpy)

资深服务器底层技术专家和游戏服务器开发专家,有超过20年的编码和团队管理经验,是网易的早期员工之一。

在游戏开发领域有非常深厚的积累,带领团队开发了各种类型(PC游戏、手游、页游、2D游戏、3D游戏、VR/AR游戏等)的游戏和应用服务器,对服务器的架构、编写、优化和并发策略有深刻的认识和独到的见解;在C/C++、Python、PHP等技术领域的经验十分丰富。

1996~2009年期间,曾编写过极富盛名的EasyCode和EasyCode Pro,以及其他被收录到各大杂志典藏光碟的软件,EasyCode 在参加《程序员》网站举办的”中国共享软件评比”活动时得票数在同类软件中名列前茅。是《程序员》杂志2007~2008年C/C++领域的点评专家,擅长软件架构和底层技术。2013年7月,接受《今日早报》关于游戏行业的采访。


精彩书评

现在有越来越多的年轻人通过玩游戏来释放工作压力。因此,如何保障用户在游戏过程中能够有一个流畅、稳定、愉悦的体验,成为游戏开发者的重中之重。

市面上讲服务器架构和优化的书也不少,在极客邦科技每年举办的 QCon 全球软件开发大会、ArchSummit 全球架构师峰会等技术大会上,架构、性能优化也一直是受欢迎的主题。但是,由于游戏行业的特殊性,专门阐述该行业架构和优化的论坛和书籍一直寥寥无几。

蔡能是网易的早期员工,在软件研发领域有着 20 多年的经验,他这本书正好填补了这个空缺。无论你是游戏开发者,还是运维工程师,在本书中,都能让你对游戏开发和运维所涉及到的核心技术有更深入的了解,从而帮助自己高质高效地完成现有工作。最终从更高的层面去分析、解决业务问题,成为一名优秀的技术人员。

——霍泰稳 极客邦科技创始人兼 CEO

我内心深处,对游戏行业的研发人员是极其尊敬的,因为他们要提供比金融机构更加准确和实时的服务体验,容不得半点马虎,否则就会遭遇玩家的投诉,并让用户流失。而这其中,连通性和服务器开发则是重中之重。这本书会让从事游戏开发、架构和运维的工程师们受益良多,一方面了解游戏服务器开发与架构的逻辑,另一方面是可以帮助大家进一步拓展思路,触发更多的思考。

——于洋 TalkingData Growth Hacker负责人


目录

目  录?Contents
前 言
第一部分 网络和服务器
第1章 Python网络编程模块 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 服务器端其他Socket方法 7
1.2.1 bind和listen 7
1.2.2 setsockopt 8
1.3 客户端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 事件驱动框架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 软件、通信加密的几种常用方案 27
2.1.1 异或位运算加密 27
2.1.2 其他对称加密 29
2.1.3 非对称加密 30
2.2 OpenSSL 33
2.2.1 生成证书 35
2.2.2 公钥和私钥的配置 40
2.3 SSL/TLS通信 43
2.3.1 SSL/TLS连接 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 多国语言 53
第3章 服务器实作 55
3.1 构建Python Websocket服务器 55
3.1.1 Websocket的应用场景 57
3.1.2 实作Websocket握手协议 59
3.1.3 MAGIC_STRING在Websocket中的作用 60
3.1.4 Websocket 启动 62
3.1.5 Websocket消息拆分和读取 63
3.2 多线程服务器 64
3.2.1 Python的多线程模式 65
3.2.2 锁 68
3.2.3 Python GIL 70
3.2.4 multiprocess的解决思路 72
3.2.5 给Websocket加上多线程 73
3.3 线程池 75
3.3.1 默认线程池和进程池 75
3.3.2 协程 76
3.3.3 第三方库 78
3.3.4 gevent的数据结构 85
第二部分 存储与数据库
第4章 基础内容存储 94
4.1 数据库存储的种类 95
4.2 SQL与NoSQL 96
4.2.1 SQL 96
4.2.2 SQL语句语法 97
4.2.3 NoSQL 101
4.2.4 NoSQL语句语法 106
4.3 内存与IO读写速度 108
4.4 同步内存数据 109
4.4.1 Redis数据库的持久性 111
4.4.2 Redis主从数据库复制 112
4.5 数据备份和恢复 113
4.5.1 备份的类型 114
4.5.2 使用Python编写备份代码 115
4.6 不可或缺的SQLite 117
第5章 存储方案 121
5.1 高并发服务器的存储方案 121
5.1.1 网站高并发服务器的策略 122
5.1.2 数据库的锁 125
5.2 高速缓存 127
5.2.1 Memcached 127
5.2.2 大文件缓存 129
5.2.3 分布式和集群 130
5.3 二进制存储方案 132
5.3.1 磁盘IO和缓存 133
5.3.2 图片和影音文件 134
5.4 大规模计算 135
5.4.1 图片服务器的架构 136
5.4.2 读取和写入文本 137
5.4.3 文本搜索方案 138
5.5 区块链技术 139
第三部分 服务器架构及其方案
第6章 游戏服务器初探 144
6.1 服务器消息和轮询 144
6.1.1 卡牌游戏和弱连接 145
6.1.2 消息的轮询 147
6.2 游戏服务器架构演变 149
6.2.1 “上古时代”的游戏服务器 149
6.2.2 近代的网络游戏服务器 153
6.2.3 近现代经典游戏服务器模型 155
6.3 地图的无缝连接 157
6.3.1 无缝连接的分析 158
6.3.2 无缝地图更深层次的问题 160
第7章 游戏服务器的交互 165
7.1 无状态和有状态的服务器设计方案 165
7.1.1 无状态的服务器设计方案 166
7.1.2 有状态的服务器设计方案 167
7.2 轮询 169
7.3 集群方案 171
7.3.1 集群的几种方式 171
7.3.2 集群的方案 172
7.3.3 数据库方案 173
7.3.4 Web服务和数据库 174
7.3.5 其他方案 176
7.4 定时任务 178
第8章 游戏大厅 181
8.1 大厅登录流程 181
8.1.1 登录和选择游戏区 182
8.1.2 注册和登录 183
8.2 中间件 185
8.2.1 中间件的相关概念 186
8.2.2 ElasticSearch 191
8.2.3 在Python中使用ES 193
8.3 聊天服务 195
8.3.1 聊天服务器的搭建 195
8.3.2 聊天内容的获取和分发 196
8.4 大厅与游戏的对接 198
8.4.1 创建房间 198
8.4.2 与游戏的对接 199
第9章 实时交互服务器 202
9.1 长连接和强交互 202
9.1.1 TCP连接 203
9.1.2 多线程 205
9.1.3 异步控制 206
9.1.4 加入队列 207
9.2 使用UDP的方案 210
9.2.1 什么是UDP协议 210
9.2.2 TCP协议和UDP协议的区别 212
9.2.3 使用Python编写UDP服务 214
9.2.4 加入多线程 216
9.3 协议包的设计和实现 218
9.3.1 协议包头和包身 219
9.3.2 协议包完整性 221
9.3.3 协议的加密和压缩 222
9.3.4 协议包混淆 223
9.4 断线重连 224
第10章 天梯和经济系统 227
10.1 什么是天梯 227
10.1.1 天梯的框架 229
10.1.2 数据载入 230
10.2 天梯层级 231
10.3 经济系统 234
10.3.1 经济系

前言/序言

前  言

为什么要写这本书

在人们的观念中,游戏行业是一个既火爆又赚钱的行业,而游戏开发在非游戏开发人员的心里,则是比较神奇的存在。隔行如隔山,游戏究竟是如何开发的?游戏服务器究竟又是怎样工作的?

软件服务器后台开发人员对于游戏服务器的开发充满兴趣,而对于本身就是游戏开发者的人来说,对于更深层次的服务器逻辑,各种类型游戏服务器的区分和编写,各种平台的优化,都需要进行更进一步的了解。

作为游戏开发人员,H5 Game和Flash Game之间通信的差异在哪里?MMORPG的服务器究竟该怎么编写?HTTPS通信和普通HTTPS协议有何区分?如何进行分布式编程?如何提高游戏服务器的高并发量?这些都是需要重点关心的问题。

不仅仅是游戏开发人员,作为普通后台开发人员,配置负载均衡,利用后台程序之间的相互通信进行负载,也是比较关心的问题。现今琳琅满目的开发包、开发工具,让这些事情变得事半功倍,在这样的情况下,如何利用现有的工具来进行配置,提高并发量,或者如何利用分布式计算来提高业务效率、工作效率,尽其所能地发挥工具的最大效率,也成为我们必须面对并解决的问题。

对于运维人员来说,面对的不仅仅是服务于程序员的各种后台配置,也需要集群配置、HTTPS,甚至各种类型数据库的配置。

针对以上提到的所有问题,本书会进行深入挖掘。

本书中99%使用Python语言进行代码或者伪代码的编写和说明,为什么使用Python?这是因为虽然开发游戏服务器的语言多种多样,包括C/C++、Python、Node.JS等,但Python是目前上升热度最快,且用户呈直线增长的一种语言,其简洁的特性,就算是非专业程序员都可以很快掌握,学习成本不高,且能达到较为满意的产出。

从国内的情况来看,关于Python或游戏开发的书籍都很多,但是将两者合二为一进行讲解和说明的却并不多见。笔者在几十年的工作过程当中,经历了各种各样的项目,虽然大部分属于游戏行业,但其他行业也有涉及,比如视频类网站、人工智能、区块链等。在经历这些项目的过程中,我看到很多的团队和开发人员为了某一个项目和业务的功能进行各种细节上的取舍,或者各种没有经验一脚踩进大坑,这让我萌生编写本书的想法。我希望能尽一点微薄之力,将在游戏后台或其他后台开发过程中所经历的各种问题、优化方案及解决方案,进行一个提炼和汇总,如果能具体解决读者的各种问题,那就是本书之幸,本人之福。

读者对象

本书针对游戏服务器、应用服务器后台的优化、搭建以及应用进行讲解和介绍。为了照顾各个层面的读者,本书使用的语言是Python 2.7版本,书中并没有就Python基础规则和语法做详细介绍,因此要求读者具有基本的Python编程知识,比如Python库的导入、pip包安装工具的使用、调用库函数等基础语法知识。事实上,如果你专心花上几个小时的时间自学一下Python,就能具备Python的编程基础。

本书对读者的知识背景没有特定要求,如果你拥有了Python编程基础,看完本书应该对服务器端需要做什么、应该做什么、怎么做,有了然于胸的感觉。具体来说,本书适合以下几类读者阅读:

游戏服务器程序员。本书的核心命题就是游戏服务器的优化,其中涉及游戏服务器的基础、搭建;Socket知识、HTTPS基础;以及使用Python进行实作和优化。无论你是游戏后台开发人员还是客户端开发人员,都可以从书中获益。

应用服务器开发程序员。虽说游戏服务器程序员是重点,但是我们的核心议题仍然是服务器后台的开发,所以从这点来说,应用服务也是后台程序,本书在剖析游戏服务器后台编写和优化的同时,也涉及了分布式系统、集群,甚至Web服务器,或许在阅读本书后你会迸发一些灵感。

运维工程师。事实上,只要是服务器开发,都会涉及运维的工作,而一个好的运维,必须而且一定会涉及各种脚本语言的开发和对现有系统的扩展。当一个团队中的程序员忙得不可开交的时候,一个好的运维能帮助程序员分担40%甚至更多的工作量。本书也介绍和挖掘了后台编码过程中的各种配置和搭建,比如HTTPS的配置、Websocket的Python实现等。如果你是运维工程师,或多或少会从书中汲取一些知识。

Python程序员。Python能做什么?它也能编写游戏服务器吗?答案是肯定的。只要你做得好,搭配得当,使用Python编写游戏后台不会比其他语言差(比如Java),有时候甚至更方便。如果你是Python程序员,又希望涉猎游戏后台的开发,本书一定会对你有极大帮助。

如何阅读本书

本书内容从逻辑上共分为三大部分。

第一部分的内容包括第1~3章,主要介绍了Python中网络的基础模块、通信加密,以及一部分服务器实作。其中:

第1章的内容包含Socket套接字的介绍和使用、基础send和recv方法、阻塞和非阻塞方式、urllib和urllib2等Python基础库的使用。

第2章介绍了通信加密,其中包括基础的异或加密、对称和非对称加密,以及OpenSSL、SSL/TLS通信方式等的详细介绍。

第3章开始使用Python代码编写实际可运行的服务器代码,并介绍了Websocket协议、GIL的优劣,以及Python线程池的使用。

第二部分的内容包括第4章和第5章的内容,介绍了基础内存存储和存储方案。

第4章主要介绍了内存存储的基础内容,包括常用的几种数据库,内存与IO续写速度,同步内存数据等。

第5章从存储方案展开,结合实例对几种常用的存储方案进行了介绍,如高并发服务器的存储方案等。

第三部分内容包括第6~12章的内容,深度挖掘了分布式、集群、MMORPG服务器类型的交互、弱连接和长连接、服务器承载方案等。在大部分章节中,都包含了:

基本内容:有关本章所需要的知识点和内容的介绍。

代码示例:在介绍完内容后,就会有代码示例,以解决基本内容中所提出的问题。

示例图(表):对于基本内容或者代码示例介绍仍然不清楚的通过示例图进行更详细剖析。

结果:运行完代码后可能获得的结果。

除了以上内容外,书中还包含以下内容,目的是对书中涉及的特定内容进行解释和说明:

本章小结:主要章节的结尾写有“小结”,小结分为两种。

内容小结:有关本章内容的总结。

代码小结:对代码进行总结,让读者对所阅读的代码有更深的认识。

粗体字:对于知识点的重要提示或者读者容易混淆和忽略的地方,使用了粗字体进行了提示。

勘误和支持

由于笔者水平有限且撰稿时间有限,书中难免会出现一些错误或者不准确的地方,恳请读者批评指正。读者可通过以下途径联系并反馈建议或意见:

即时通信:添加个人QQ(37856)或微信(darkspycyber)反馈问题。

电子邮件:发送email到darkspycpp@gmail.com。

致谢

在本书的撰写过程中,笔者得到了来自多方的指导、帮助和支持。

首先要感谢的是机械工业出版社华章公司的副总编辑杨福川老师。本书是笔者的处女作,杨老师在起初定内容和目录的时候,不辞辛劳,耐心地给笔者这个完全不明白如何系统写书的人相当多的指点和帮助,为此书的撰写提供了方向和思路指导。

其次要感谢我的良师益友赖永浩,即《编写高质量代码:改善Python程序的91个建议》的作者。他给了我极大的帮助和鼓励,在Python领域他几乎是无敌的(笑),能和他共事并且一路走来非常地荣幸和开心。

再次,要感谢在各个项目和工作中提供宝贵经验和支持的良师益友和工作伙伴们,他们是(排名不分先后):王永梅、吴东源、陈文亚、李明江、金李东、李汉曦、王云根、徐逸峰、常萌、赵云峰、王英全等。

另外,还要感谢全程参与审核、校验等工作的孙海亮老师,以及其他背后默默支持的出版工作者,他们的辛勤付出保证了本书能够顺利面世。

最后感谢我的父母、家人和朋友,有了他们,我才有精力完成本书的全部撰写工作。

谨以此书献给热爱编程、热爱游戏、热爱IT工作并为之奋斗的朋友们,愿大家身体健康、生活美满、事业有成!


蔡能(DarkSpy)



《精通数据结构与算法:实战应用与性能调优》 内容概述 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数据结构与算法学习体验。我们不仅仅停留在理论层面,更侧重于算法在实际问题中的应用,并提供详细的性能分析与优化技巧。全书共分为四个核心部分,循序渐进地引导读者掌握数据结构与算法的精髓。 第一部分:数据结构基础与核心应用 本部分将从最基础但至关重要的数据结构入手,为后续更复杂的主题打下坚实的基础。我们将逐一剖析: 数组与链表: 深入理解它们在内存管理、访问效率和动态增长方面的特性。通过实际案例,如实现动态数组、单向/双向链表,让读者体会其设计理念与优缺点。我们将重点探讨数组的随机访问优势与链表的插入删除灵活性,并分析在不同场景下的选择依据。 栈与队列: 讲解它们的“后进先出”(LIFO)与“先进先出”(FIFO)特性,并结合实际应用,如函数调用栈、表达式求值、广度优先搜索(BFS)等。读者将学习如何利用数组或链表高效地实现栈和队列,并理解它们在算法中的核心作用。 哈希表(散列表): 这是数据结构中极其重要的一环。我们将详细讲解哈希函数的设计原则、冲突解决策略(如链地址法、开放地址法),以及哈希表在数据查找、去重、缓存等方面的强大威力。通过实现一个简单的哈希表,读者将深刻理解其时间复杂度上的理论优势(平均O(1))。 树结构: 二叉树与二叉搜索树(BST): 介绍树的基本概念,如节点、根、子节点、叶子节点等。重点讲解二叉搜索树的性质以及在其上的插入、删除、查找操作。我们将分析BST在平衡性上的潜在问题,为后续平衡树做铺垫。 平衡二叉搜索树(AVL树、红黑树): 深入探讨如何通过旋转等机制维护树的平衡,从而保证查找、插入、删除操作的时间复杂度始终保持在O(log n)。我们将详细解析AVL树和红黑树的插入和删除算法,并通过图示辅助理解。 B树与B+树: 讲解它们在文件系统和数据库索引中的应用,强调其多路分支的特点以及对磁盘I/O的优化。读者将理解为何B树及其变种更适合处理大量数据的外部存储场景。 堆(Heap): 重点讲解最小堆和最大堆的性质,以及它们在优先队列和堆排序中的应用。我们将演示堆的插入、删除(提取最小值/最大值)操作,并分析其时间复杂度。 图结构: 邻接矩阵与邻接表: 讲解两种表示图的方式,并分析它们在空间和时间效率上的权衡。 图的遍历: 详细介绍深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)算法,并结合实际问题,如连通分量查找、最短路径初步探索等。 最短路径算法: 深入讲解Dijkstra算法(单源最短路径)和Floyd-Warshall算法(所有顶点对最短路径),并分析它们的适用场景和时间复杂度。 最小生成树算法: 介绍Prim算法和Kruskal算法,并解释它们在网络构建等问题中的应用。 第二部分:算法设计范式与核心思想 本部分将聚焦于解决问题的通用策略和方法论,帮助读者建立强大的算法思维。 分治法(Divide and Conquer): 讲解其基本思想,即将复杂问题分解为若干个规模更小的相同子问题,然后递归地解决这些子问题,最后将子问题的解合并起来。通过经典的例子,如归并排序、快速排序、二分搜索,读者将深刻理解分治法的威力。 动态规划(Dynamic Programming): 这是解决许多优化问题的利器。我们将从“最优子结构”和“重叠子问题”这两个核心概念入手,详细讲解动态规划的两种实现方式:自顶向下(带备忘录)和自底向上(迭代)。通过一系列经典问题,如斐波那契数列、背包问题、最长公共子序列、编辑距离等,读者将学会如何识别可应用动态规划的问题,并构建状态转移方程。 贪心算法(Greedy Algorithms): 讲解贪心算法的基本思路,即在每一步选择当前看起来最优的选项,期望最终能得到全局最优解。我们将分析贪心算法适用的条件,并用实例,如活动选择问题、霍夫曼编码、最小生成树(Kruskal算法),来展示其应用。同时,也会讨论贪心算法的局限性。 回溯法(Backtracking): 介绍回溯法用于解决搜索类问题,特别是那些可以通过“试探”并“撤销”来找到所有解或部分解的问题。我们将通过N皇后问题、数独求解、组合总和等例子,讲解回溯法的递归框架和剪枝策略,以提高搜索效率。 分支限界法(Branch and Bound): 讲解分支限界法是一种在包含问题所有可能解的搜索空间上,通过剪枝来避免搜索不必要子空间的搜索技术。我们将与回溯法进行对比,并用一些优化问题作为例子,如旅行商问题,来阐述其工作原理。 第三部分:算法分析与性能优化 仅仅掌握算法的实现是不够的,理解其性能并进行优化是提升工程能力的关键。 时间复杂度与空间复杂度分析: 详细讲解如何分析算法的时间和空间复杂度,理解大O符号(O)、大Ω符号(Ω)、大Θ符号(Θ)的含义。我们将演示对各种数据结构操作和算法的复杂度分析过程。 平均情况与最坏情况分析: 探讨在不同输入分布下,算法性能的差异,以及为什么理解最坏情况性能至关重要。 渐进分析与常数因子: 讲解在算法比较中,为什么渐进复杂度比常数因子更重要,但同时也需要注意实际工程中的常数开销。 常见的性能瓶颈: 分析导致算法性能低下的常见原因,如低效的数据结构选择、冗余计算、不合理的迭代次数等。 算法优化策略: 数据结构选择的优化: 根据问题特性,选择最适合的数据结构,例如用哈希表替换线性查找,用平衡树优化有序集合的操作。 缓存与预计算: 讲解如何利用缓存(如Memoization)和预先计算结果来避免重复计算。 迭代与递归的权衡: 分析何时迭代比递归更优,反之亦然,并讲解尾递归优化。 位运算的技巧: 介绍一些利用位运算来提高效率的小技巧。 并行与并发的初步探讨: 简要介绍并行化和并发处理如何提升大规模数据处理的性能。 内存局部性优化: 探讨如何通过调整数据访问模式来利用CPU缓存,提升性能。 第四部分:实战案例分析与进阶主题 本部分将前面所学知识融会贯通,通过真实的案例来展示算法的强大应用,并触及一些更进阶的主题。 字符串匹配算法: 深入讲解朴素匹配算法、KMP算法(Knuth-Morris-Pratt)以及Boyer-Moore算法,并分析它们的优劣和实际应用场景,如文本搜索。 排序算法的深度剖析: 除了常见的冒泡排序、插入排序、选择排序,我们还将重点讲解快速排序、归并排序、堆排序的实现细节、稳定性分析以及在不同数据规模下的性能表现。 图算法的实际应用: 网络流(Network Flow): 介绍最大流最小割定理,并讲解Ford-Fulkerson算法及其改进算法(如Edmonds-Karp)。 拓扑排序(Topological Sort): 讲解其在有向无环图(DAG)中的应用,如任务调度。 最短路径的变种: 如Bellman-Ford算法(处理负权边)等。 近似算法与NP-hard问题简介: 简要介绍NP-hard问题的概念,以及在无法找到精确解时,如何使用近似算法来寻找一个可接受的解。 数据结构与算法在特定领域的应用: 数据库索引优化: 讲解B+树在数据库中的作用。 搜索引擎的实现原理: 涉及倒排索引、字符串匹配等。 推荐系统的算法基础: 协同过滤、基于内容的过滤等。 图形学中的几何算法: 如碰撞检测、扫描线算法等。 工程实践中的注意事项: 强调代码的可读性、可维护性,以及在追求性能时,不应牺牲程序的可理解性。 学习目标 通过本书的学习,读者将能够: 深刻理解 各种核心数据结构的内部机制、优缺点以及适用场景。 熟练掌握 分治、动态规划、贪心、回溯等经典的算法设计范式。 准确分析 算法的时间复杂度和空间复杂度,并识别性能瓶颈。 运用 各种优化策略,显著提升算法的执行效率。 解决 复杂的实际问题,并能够选择和设计出高效的解决方案。 建立 严谨的计算思维和解决问题的能力,为进一步学习更高级的计算机科学知识打下坚实基础。 本书适合所有希望提升算法功底的计算机科学专业学生、软件工程师、算法工程师以及对数据结构与算法感兴趣的开发者。通过理论讲解、代码示例和案例分析相结合的方式,我们致力于帮助读者真正“精通”数据结构与算法,并在实际开发中游刃有余。

用户评价

评分

初拿到《游戏服务器架构与优化》这本书,我最先被它厚实、沉甸甸的体量所吸引。封面设计简洁大气,书名直接点明了核心内容,仿佛一位经验丰富的引路人,承诺要带我穿越复杂的游戏服务器领域。我一直以来都对构建稳定、高效且能承载海量玩家的游戏世界充满好奇,而这本书恰好满足了我对这方面知识的渴望。我期望能在这本书中深入了解那些支撑起宏大游戏宇宙的幕后英雄——服务器的架构设计。究竟有哪些主流的架构模式?它们各自的优缺点是什么?如何选择最适合不同类型游戏的架构?这些都是我迫切想知道的答案。同时,“优化”这个词更是让我眼前一亮,这意味着书中不会止步于理论,还会提供切实可行的技术和策略来提升服务器的性能、降低延迟、增强稳定性。我脑海中浮现出那些在高峰期依然流畅运行的游戏,它们背后一定有着精妙绝伦的优化手段。我希望这本书能够像一位技艺高超的工匠,一步步指导我如何雕琢出坚固可靠、反应敏捷的游戏服务器,让玩家的游戏体验得到质的飞跃。我非常期待这本书能为我打开一扇新的大门,让我对游戏服务器的理解上升到一个全新的高度。

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最近我一直在寻找一本能够系统性地阐述游戏服务器底层原理和高级优化技术的书籍,《游戏服务器架构与优化》这个书名立刻就吸引了我的注意。它不仅仅是关于“架构”,更包含了“优化”,这正是我目前最迫切需要提升的技能。我希望这本书能够为我揭示游戏服务器设计背后的那些“艺术”和“科学”。我特别好奇书中是否会深入讲解内存管理、CPU调度、网络I/O等底层机制,以及如何在这些层面进行精细化的优化。例如,如何设计一套高效的垃圾回收机制,如何利用多线程和协程来充分利用多核CPU资源,以及如何选择最适合游戏场景的网络传输协议。此外,我非常关注书中对于“热更新”和“在线扩容”等高级特性的讨论,这些能力对于保证游戏长时间的稳定运行至关重要。我希望这本书能够帮助我从一个“能用”的服务器开发者,成长为一个“擅长”的服务器架构师,能够设计出既稳定可靠,又性能卓越的游戏服务器。

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《游戏服务器架构与优化》这本书,对于我这样一个长期沉浸在游戏开发一线,却在服务器架构方面感到“力不从心”的开发者来说,无疑是一道曙光。我常常在夜深人静时思考,为什么有些游戏能承载数百万玩家同时在线,而有些却在几千人就捉襟见肘?这背后的架构哲学是什么?这本书的出现,让我看到了希望。我期望书中能够系统地讲解从基础的网络通信协议,到复杂的分布式系统设计,再到应对DDoS攻击的安全策略。我尤其对书中可能提到的“微服务架构”在游戏服务器领域的应用和挑战很感兴趣,以及如何在这种架构下保证低延迟和高可用性。同时,我对游戏服务器的“可维护性”和“可扩展性”也颇为关注,毕竟游戏生命周期很长,服务器的迭代和升级是必不可少的。这本书会不会提供一些关于持续集成/持续部署(CI/CD)在游戏服务器领域的实践经验?这对我来说将是巨大的价值。

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我一直认为,一款游戏的成功,除了创意和玩法,强大的后端技术支撑至关重要,而这恰恰是《游戏服务器架构与优化》这本书的核心。《游戏服务器架构与优化》听起来就是一本能够帮助我解决实际问题的宝典。我最关心的是书中对于不同类型游戏(例如MMORPG、MOBA、FPS等)的服务器架构差异的阐述。毕竟,不同游戏对服务器的要求千差万别,一种通用的架构很难满足所有需求。我希望书中能够提供一些案例分析,展示成功的游戏是如何构建其服务器架构的,并从中提炼出可借鉴的经验。另外,关于“优化”,我特别想了解其中的一些高级技巧,比如如何进行代码级别的性能调优,如何利用缓存策略来减轻数据库压力,以及如何设计高效的数据同步机制。我设想这本书会包含大量的图表和代码示例,帮助我直观地理解复杂的概念。这本书对我而言,不仅仅是学习知识,更像是一次与顶级游戏架构师的深度对话,让我能够站在巨人的肩膀上,少走弯路。

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这本书的出现,简直是为我这类游戏开发领域的“求知者”量身定做的。我经常在工作中遇到各种与服务器性能相关的瓶颈,或者在设计新的系统时,对于如何才能做到“优雅”和“高效”感到迷茫。市面上关于游戏开发的资料很多,但真正深入探讨服务器架构和优化细节的却相对较少,而且很多都是碎片化的信息。《游戏服务器架构与优化》这本书,从书名就能感受到它的专业性和系统性。我特别期待书中能详细介绍如何应对大规模并发连接,如何在分布式环境下保证数据的一致性,以及如何处理网络延迟和丢包等棘手问题。此外,我对于游戏服务器的伸缩性也十分关注,如何才能让服务器轻松应对玩家数量的激增,避免因突发流量而崩溃,这其中的技术难度可想而知。这本书或许能提供一套成熟的解决方案,让我不再是“头痛医头,脚痛医脚”。我非常希望能在这本书中找到关于性能监控、日志分析以及自动化部署等方面的实践指导,让我的工作效率得到大幅提升。

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