GameFrameX.StartUp 2.0.0.1-dev9

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GameFrameX

高性能、跨平台的游戏服务器框架

English | 简体中文

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📖 简介

GameFrameX 是一个基于 C# .NET 8.0 开发的高性能游戏服务器框架，采用 Actor 模型设计，支持跨平台部署。框架内置热更新机制，可以满足绝大部分游戏类型的需求，特别适合与 Unity3D 协同开发。

设计理念：大道至简，以简化繁

✨ 核心特性

🚀 高性能架构

• Actor 模型：基于 TPL DataFlow 构建的高性能 Actor 系统
• 全异步编程：采用 async/await 模式，代码清晰优雅
• 无锁设计：通过 Actor 模型避免传统锁机制的性能损耗
• 内存优化：自动回收不活跃数据，减少内存占用

🔄 热更新支持

• 不停服更新：支持运行时热更新游戏逻辑
• 状态逻辑分离：状态持久化，逻辑可热更
• 安全可靠：更新失败可回滚，保证服务稳定性
• 增量更新：只更新修改的部分，提高更新效率

🌐 网络通信

• 多协议支持：TCP、UDP、WebSocket、HTTP
• 高并发：基于 SuperSocket 的异步 I/O 模型
• 消息处理：内置消息分包、粘包处理机制
• 安全传输：支持 SSL/TLS 加密

💾 数据持久化

• 透明持久化：自动序列化/反序列化，开发者无需关心数据库操作
• NoSQL 支持：默认使用 MongoDB，支持其他 NoSQL 数据库
• 缓存机制：智能缓存策略，提高数据访问性能

⏰ 定时任务

• 多种定时器：一次性、周期性、计划任务
• 线程安全：内置线程安全的 Timer 和 Scheduler
• 事件系统：完整的事件驱动架构

🏗️ 架构设计

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        Client Layer                         │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                      Network Layer                          │
│  ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐           │
│  │     TCP     │ │  WebSocket  │ │    HTTP     │           │
│  └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘           │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                      Message Layer                          │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│  │              Message Handlers                           │ │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                       Actor Layer                           │
│  ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐           │
│  │   Player    │ │   Server    │ │   Account   │           │
│  │   Actor     │ │   Actor     │ │   Actor     │           │
│  └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘           │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    Component Layer                          │
│  ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐           │
│  │  Component  │ │  Component  │ │  Component  │           │
│  │   + State   │ │   + State   │ │   + State   │           │
│  └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘           │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                     Database Layer                          │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│  │                    MongoDB                              │ │
│  └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

🚀 快速开始

环境要求

• .NET 8.0 SDK
• MongoDB 4.x+
• Visual Studio 2022 或 JetBrains Rider

安装步骤

1. 克隆项目

   git clone https://github.com/GameFrameX/GameFrameX.git
   cd GameFrameX/Server
   

2. 安装依赖

   dotnet restore
   

3. 配置数据库

   • 启动 MongoDB 服务
   • 修改配置文件中的数据库连接字符串

4. 编译运行

   dotnet build
   dotnet run --project GameFrameX.Launcher
   

5. 验证运行

   • 打开 Unity 工程
   • 运行 Launcher 场景
   • 查看控制台日志确认连接成功

📁 项目结构

GameFrameX.Server/
├── GameFrameX.Apps/              # 应用层（状态数据）
│   ├── Account/                  # 账号模块
│   ├── Player/                   # 玩家模块
│   └── Server/                   # 服务器模块
├── GameFrameX.Hotfix/            # 热更新层（业务逻辑）
│   ├── Logic/                    # 业务逻辑
│   └── StartUp/                  # 启动逻辑
├── GameFrameX.Core/              # 核心框架
│   ├── Actors/                   # Actor 系统
│   ├── Components/               # 组件系统
│   └── Events/                   # 事件系统
├── GameFrameX.NetWork/           # 网络模块
├── GameFrameX.DataBase/          # 数据库模块
├── GameFrameX.Config/            # 配置模块
└── GameFrameX.Launcher/          # 启动器

🔧 核心概念

Entity-Component-State 架构

• Entity：游戏实体（玩家、公会、系统等）
• Component：功能组件（背包、任务、战斗等）
• State：状态数据（组件的持久化数据）

Actor 模型

每个 Entity 都有一个对应的 Actor，所有对 Entity 的操作都通过 Actor 进行，保证线程安全：

// 获取玩家组件代理
var playerAgent = await ActorManager.GetComponentAgent<PlayerComponentAgent>(playerId);

// 调用组件方法（自动入队，线程安全）
var result = await playerAgent.AddExp(1000);

热更新机制

• Apps 工程：包含状态数据，不可热更
• Hotfix 工程：包含业务逻辑，支持热更
• 代理模式：通过 Agent 代理实现逻辑与状态分离

📚 开发指南

创建新的游戏模块

1. 定义状态类（Apps 工程）

   public class BagState : StateBase
   {
       public List<Item> Items { get; set; } = new();
       public int MaxSlots { get; set; } = 100;
   }
   

2. 创建组件类（Apps 工程）

   public class BagComponent : StateComponent<BagState>
   {
       // 组件初始化逻辑
   }
   

3. 实现业务逻辑（Hotfix 工程）

   public class BagComponentAgent : StateComponentAgent<BagComponent, BagState>
   {
       public async Task<bool> AddItem(int itemId, int count)
       {
           // 业务逻辑实现
           return true;
       }
   }
   

消息处理

[MessageMapping(typeof(ReqLogin))]
public class LoginHandler : BaseMessageHandler
{
    public override async Task<MessageObject> Action(MessageObject message)
    {
        var request = (ReqLogin)message;
        // 处理登录逻辑
        return new RespLogin { Success = true };
    }
}

🔍 性能优化

Actor 设计原则

1. 独立性：尽可能减少 Actor 间的依赖
2. 粒度控制：合理拆分 Actor，避免过度细分
3. 避免死锁：遵循层级调用原则（低层级调用高层级）

内存管理

• 自动回收不活跃的玩家数据
• 使用对象池减少 GC 压力
• 合理设置缓存策略

🛠️ 部署指南

Docker 部署

# 构建镜像
docker build -t gameframex .

# 运行容器
docker run -d -p 8080:8080 gameframex

GameFrameX OpenTelemetry 指标配置文档

概述

本文档详细说明了 OpenTelemetryExtensions.cs 文件中配置的所有 OpenTelemetry 指标，包括指标的来源、用途和配置方式。

配置的指标列表

系统级指标

• Microsoft.AspNetCore.Hosting: ASP.NET Core 主机指标

  • 请求处理时间
  • 请求计数
  • 错误率
  • 并发连接数

• System.Net.Http: HTTP 客户端指标

  • HTTP 请求持续时间
  • HTTP 请求计数
  • HTTP 响应状态码分布

• System.Runtime: .NET 运行时指标

  • GC 收集次数
  • 内存使用情况
  • 线程池状态
  • 异常计数

数据库指标

• MongoDB.Driver.Core.Extensions.DiagnosticSources: MongoDB 数据库指标
  • 数据库连接状态
  • 查询执行时间
  • 命令执行计数
  • 连接池状态

GameFrameX 自定义业务指标

• GameFrameX.Database: 数据库相关指标

  • gameframex_database_query_total: 数据库查询总次数
  • gameframex_database_query_duration_seconds: 数据库查询持续时间
  • gameframex_database_connection_pool_size: 数据库连接池大小
  • gameframex_database_active_connections: 数据库活跃连接数

• GameFrameX.Network: 网络相关指标

  • gameframex_network_connection_total: 网络连接总次数
  • gameframex_network_message_sent_total: 网络消息发送总数
  • gameframex_network_message_received_total: 网络消息接收总数
  • gameframex_network_bytes_sent_total: 网络字节发送总数
  • gameframex_network_bytes_received_total: 网络字节接收总数
  • gameframex_network_current_connections: 当前网络连接数

• GameFrameX.Session: 会话相关指标

  • gameframex_session_created_total: 会话创建总数
  • gameframex_session_destroyed_total: 会话销毁总数
  • gameframex_session_duration_seconds: 会话持续时间
  • gameframex_session_active_count: 当前活跃会话数

• GameFrameX.Business: 业务相关指标

  • gameframex_player_login_total: 玩家登录总数
  • gameframex_player_register_total: 玩家注册总数
  • gameframex_game_room_created_total: 游戏房间创建总数
  • gameframex_online_player_count: 当前在线玩家数
  • gameframex_active_game_room_count: 当前活跃游戏房间数
  • gameframex_http_api_request_total: HTTP API 请求总数
  • gameframex_http_api_request_duration_seconds: HTTP API 请求持续时间

1. ASP.NET Core 内置指标

1.1 Microsoft.AspNetCore.Hosting

• 配置方式: configure.AddMeter("Microsoft.AspNetCore.Hosting")
• 指标类型: ASP.NET Core 托管相关指标
• 主要指标:
  • http.server.request.duration - HTTP 服务器请求持续时间
  • http.server.active_requests - 当前活跃的 HTTP 请求数量
• 用途: 监控 Web 应用程序的 HTTP 请求性能和负载情况
• 可用性: .NET 8+

1.2 Microsoft.AspNetCore.Server.Kestrel

• 配置方式: configure.AddMeter("Microsoft.AspNetCore.Server.Kestrel")
• 指标类型: Kestrel Web 服务器相关指标
• 主要指标:
  • kestrel.active_connections - 当前活跃连接数
  • kestrel.connection.duration - 连接持续时间
  • kestrel.rejected_connections - 被拒绝的连接数
  • kestrel.queued_connections - 排队等待的连接数
  • kestrel.queued_requests - 排队等待的请求数
• 用途: 监控 Kestrel 服务器的连接状态和性能
• 可用性: .NET 8+

2. System.Net 网络库指标

2.1 System.Net.Http

• 配置方式: configure.AddMeter("System.Net.Http")
• 指标类型: HTTP 客户端相关指标
• 主要指标:
  • http.client.request.duration - HTTP 客户端请求持续时间
  • http.client.active_requests - 当前活跃的客户端请求数
  • http.client.open_connections - 打开的 HTTP 连接数
  • http.client.connection.duration - HTTP 连接持续时间
• 用途: 监控应用程序发出的 HTTP 请求性能和连接状态
• 可用性: .NET 8+

2.2 System.Net.NameResolution

• 配置方式: configure.AddMeter("System.Net.NameResolution")
• 指标类型: DNS 解析相关指标
• 主要指标:
  • dns.lookup.duration - DNS 查找持续时间
• 用途: 监控 DNS 解析性能，帮助诊断网络连接问题
• 可用性: .NET 8+

3. .NET 运行时指标

3.1 System.Runtime

• 配置方式: configure.AddMeter("System.Runtime")
• 指标类型: .NET 运行时性能指标
• 主要指标:
  • dotnet.process.cpu.time - 进程 CPU 使用时间
  • dotnet.process.memory.working_set - 进程工作集内存
  • dotnet.gc.collections - GC 收集次数
  • dotnet.gc.heap.total_allocated - 堆总分配内存
  • dotnet.gc.last_collection.memory.committed_size - 最后一次 GC 后提交的内存大小
  • dotnet.gc.last_collection.heap.size - 最后一次 GC 后堆大小
  • dotnet.gc.last_collection.heap.fragmentation.size - 最后一次 GC 后堆碎片大小
  • dotnet.thread_pool.thread.count - 线程池线程数量
  • dotnet.thread_pool.work_item.count - 线程池工作项数量
  • dotnet.thread_pool.queue.length - 线程池队列长度
• 用途: 监控 .NET 应用程序的运行时性能，包括内存使用、GC 行为和线程池状态
• 可用性: .NET 9+ (注意：在 .NET 8 中可能不会产生数据)

4. ASP.NET Core Blazor 组件指标（可选）

4.1 Microsoft.AspNetCore.Components

• 配置方式: configure.AddMeter("Microsoft.AspNetCore.Components") (当前已注释)
• 指标类型: Blazor 组件相关指标
• 用途: 监控 Blazor 组件的性能和行为
• 状态: 已注释，仅在使用 Blazor 功能时启用

4.2 Microsoft.AspNetCore.Components.Lifecycle

• 配置方式: configure.AddMeter("Microsoft.AspNetCore.Components.Lifecycle") (当前已注释)
• 指标类型: Blazor 组件生命周期指标
• 用途: 监控 Blazor 组件的生命周期事件
• 状态: 已注释，仅在使用 Blazor 功能时启用

4.3 Microsoft.AspNetCore.Components.Server.Circuits

• 配置方式: configure.AddMeter("Microsoft.AspNetCore.Components.Server.Circuits") (当前已注释)
• 指标类型: Blazor Server 电路相关指标
• 用途: 监控 Blazor Server 应用程序的电路状态
• 状态: 已注释，仅在使用 Blazor Server 功能时启用

配置结构

主要配置方法

1. AddGameFrameXOpenTelemetry: 主要的 OpenTelemetry 配置方法
2. AddGameFrameXHealthChecks: 添加健康检查服务配置
3. UseGameFrameXHealthChecks: 配置健康检查端点
4. CreateMetricsServerAsync: 创建独立的指标服务器

配置特性

• 条件配置: 通过 setting.IsOpenTelemetry 和 setting.IsOpenTelemetryMetrics 控制是否启用
• 开发环境支持: 在开发环境下启用控制台导出器
• Prometheus 导出: 配置 Prometheus 格式的指标导出
• Grafana 集成: 通过 UseGrafana() 集成 Grafana 监控

导出器配置

• Prometheus 导出器: configure.AddPrometheusExporter()
• 控制台导出器: configure.AddConsoleExporter() (仅开发环境)
• Grafana 集成: builder.UseGrafana()

独立指标服务器

功能特性

• 独立端口: 在指定端口上运行独立的指标服务器
• 健康检查: 提供 /health 端点进行健康检查
• Prometheus 端点: 提供 /metrics 端点供 Prometheus 抓取
• 端口检查: 启动前检查端口可用性

端点说明

• 指标端点: http://{ip}:{port}/metrics
• 健康检查端点: http://{ip}:{port}/health

使用建议

1. 监控指标使用示例

// 在业务代码中使用自定义指标
using GameFrameX.Monitor;

// 记录数据库查询
GameFrameXMetrics.DatabaseQueryCount.Add(1, new KeyValuePair<string, object?>("operation", "find"));

// 记录网络消息
GameFrameXMetrics.NetworkMessageSentCount.Add(1, new KeyValuePair<string, object?>("message_type", "login"));

// 记录玩家登录
GameFrameXMetrics.PlayerLoginCount.Add(1, new KeyValuePair<string, object?>("login_type", "normal"));

2. 指标标签建议

为了更好地分析监控数据，建议在记录指标时添加适当的标签：

• 数据库指标标签：

  • operation: 操作类型（find, insert, update, delete）
  • collection: 集合名称
  • database: 数据库名称

• 网络指标标签：

  • message_type: 消息类型
  • protocol: 协议类型（tcp, udp, websocket）
  • endpoint: 端点信息

• 会话指标标签：

  • session_type: 会话类型
  • user_type: 用户类型

• 业务指标标签：

  • game_mode: 游戏模式
  • server_region: 服务器区域
  • user_level: 用户等级

3. 性能考虑

• 避免创建过多的标签组合，以免影响性能
• 对于高频操作，考虑使用采样策略
• 定期清理不再使用的指标实例

4. 环境配置建议

1. 生产环境: 建议启用所有相关指标以获得完整的监控覆盖
2. 开发环境: 可以启用控制台导出器进行实时调试
3. Blazor 应用: 如果使用 Blazor 功能，取消注释相关的 Blazor 指标配置
4. .NET 版本: 注意 System.Runtime 指标需要 .NET 9+ 才能正常工作
5. 资源监控: 定期监控指标收集对应用程序性能的影响

健康检查功能

健康检查服务配置

AddGameFrameXHealthChecks 方法

• 功能: 添加健康检查服务到依赖注入容器
• 配置:
  • 基本健康检查：检查应用程序自身状态
  • OpenTelemetry 健康检查：当启用 OpenTelemetry 时自动添加
• 用途: 提供应用程序健康状态监控

UseGameFrameXHealthChecks 方法

• 功能: 配置健康检查 HTTP 端点
• 端点:
  • /health: 详细的 JSON 格式健康检查报告
  • /health/simple: 简单的 "OK" 响应（兼容性端点）
• 响应格式: JSON 格式，包含状态、检查项详情、持续时间、服务器信息和时间戳

健康检查响应示例

{
  "status": "Healthy",
  "checks": [
    {
      "name": "self",
      "status": "Healthy",
      "description": "应用程序运行正常",
      "duration": 0.1234
    },
    {
      "name": "opentelemetry",
      "status": "Healthy",
      "description": "OpenTelemetry 配置正常",
      "duration": 0.0567
    }
  ],
  "totalDuration": 0.1801,
  "serverName": "GameServer",
  "tagName": "Production",
  "timestamp": "2024-01-15T10:30:00.000Z"
}

使用方式

// 在 Program.cs 或 Startup.cs 中配置
builder.Services.AddGameFrameXHealthChecks(appSetting);

// 配置健康检查端点
app.UseGameFrameXHealthChecks(appSetting);
// 或指定自定义路径
app.UseGameFrameXHealthChecks(appSetting, "/api/health");

注意事项

• System.Runtime 指标在 .NET 8 中可能不会产生数据，建议在 .NET 9+ 中使用
• Blazor 相关指标仅在使用相应功能时才会产生有意义的数据
• 指标收集会对应用程序性能产生轻微影响，建议在生产环境中进行性能测试
• 独立指标服务器需要额外的端口资源，确保端口不被其他服务占用
• 健康检查功能独立于 Grafana 配置，即使不启用 OpenTelemetry 也可以单独使用健康检查功能
• 健康检查端点应该被监控系统（如 Kubernetes、Docker Swarm、负载均衡器等）用于服务健康状态检测

生产环境配置

1. 数据库配置：配置 MongoDB 集群
2. 负载均衡：使用 Nginx 或 HAProxy
3. 监控告警：集成 Prometheus + Grafana
4. 日志收集：使用 ELK 或类似方案

🤝 贡献指南

我们欢迎所有形式的贡献！

1. Fork 本仓库
2. 创建特性分支 (git checkout -b feature/AmazingFeature)
3. 提交更改 (git commit -m 'Add some AmazingFeature')
4. 推送到分支 (git push origin feature/AmazingFeature)
5. 创建 Pull Request

📄 许可证

本项目采用 Apache License 2.0 许可证 - 查看 LICENSE 文件了解详情。

🔗 相关链接

• 📖 详细文档
• 🎥 视频教程
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• 💬 社区讨论

🙏 致谢

感谢所有为 GameFrameX 做出贡献的开发者们！

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