云平台下高并发对弈系统的设计与实现研究

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随着互联网时代的来临,在线对弈类游戏已经融入到了全世界人民的娱乐生活中。棋牌类游戏凭借其简单的操作、丰富的策略性、较快的游戏节奏等特点,在传统线上平台上快速发展,获得了大批忠实的玩家群众。线上对弈,寓教于乐,在当前疫情阶段,得到快速发展。本课题基于真实的项目需求,为国际象棋类教学活动设计一个在线多人对弈系统。基于此,本文设计并实现了一款云平台下的棋类对弈系统,为全球棋类游戏玩家提供一个跨平台的对弈系统,满足多人并发对弈的教学娱乐需求。对弈系统的的主要基础功能性需求有匹配功能、对弈功能、训练功能、和聊天功能。论文的主要工作为系统的需要分析、系统的总体设计、微服务架构的整体设计、系统的具体实现和对系统的功能测试和性能测试等。本文首先介绍了课题的研究背景与意义,并研究了国内外的现状。之后对对弈系统进行了详细的需求分析后,设计了系统的系统功能以及平台的整体框架。之后基于微服务的思想将整个对弈系统拆分为多个独立部署的微服务,满足高并发服务需求和高可用性,通过Zookeeper进行注册后,利用Dubbo分布式微服务框架进行服务暴露和服务发现。同时根据平台的实际需求,设计了HTTP接口层和WebSocket接口层,基于Reactor多线程通信和Kubernetes的ingress控制器实现了并发通信和负载均衡,并设计了双ingress的API网关对集群外提供服务。除此之外,本文在数据库设计方面,针对高并发大用户量的访问导致数据读写效率问题,采用数据库的读写分离、水平拆分和垂直拆分等方案,同时使用Redis缓存对弈中实时数据使得平台具有更好的可扩展性、高并发性和高可用性。最后基于Vue开发了易于使用、对用户友好的前端交互界面和后端管理界面。在完成了对弈系统的设计和实现后,在实验室Iaa S基础设施平台层创建的虚拟机上对系统进行了功能测试和性能测试,验证了此系统在实现基础功能的情况下,同时还具有高可用性和高并发性的性能。最后,总结了全文的工作,并提出了系统待改进的地方和对未来工作的展望。
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