作者：景龍、勇猛、洛巍、計緣、黛忻、世如

在輕休閑游戲市場爆發增長的當下，傳統服務器架構難以滿足其流量波動大、成本敏感等需求。基于阿里云函數計算 FC 和 Redis 構建的服務器架構，能有效解決這些痛點。以下從研發背景、架構設計、優勢等方面展開介紹。

阿里云 FC+Redis 驅動下輕休閑游戲服務器架構的革新與突破

一、方案背景：輕休閑游戲浪潮下的架構困境與機遇

在移動互聯網與智能手機普及的推動下，輕休閑游戲憑借碎片化娛樂、易上手等特性，成為游戲市場的重要增長極。據相關數據顯示，全球輕休閑游戲用戶規模已突破 20 億，市場年增長率長期維持在 20% 以上。

然而，輕休閑游戲獨特的運營模式與用戶行為，對服務器架構提出了前所未有的挑戰。

1. 這類游戲的流量呈現爆發式增長與快速衰減的特點，熱門階段同時在線人數可能超千萬，但熱度消退后流量大幅下降。傳統服務器架構難以在短時間內應對如此巨大的流量波動，預配置大量資源會造成成本浪費，而資源不足又會導致服務崩潰。
2. 輕休閑游戲生命周期普遍較短，通常僅 3-6 個月，這要求服務器架構必須具備低成本運營能力，避免在游戲衰退期產生不必要的開支。
3. 為保持用戶粘性，輕休閑游戲需頻繁更新內容與玩法，傳統架構復雜的部署流程與漫長的迭代周期，難以滿足快速迭代的需求。
4. 即便游戲玩法簡單，用戶也對游戲體驗的穩定性與流暢性有著較高要求，服務器故障極易導致用戶流失。

傳統游戲服務器架構，無論是單體應用還是微服務架構，部署在虛擬機或物理服務器上，都難以有效應對上述挑戰。資源閑置與浪費、擴展困難、運維成本高昂以及部署緩慢等問題，成為制約輕休閑游戲發展的瓶頸。在此背景下，尋求一種更靈活、高效、經濟的服務器架構迫在眉睫。

二、游戲介紹：休閑游戲浪潮下的技術創新

IGame 工作室研發的《第四紀元》是一款融合萌寵養成與策略塔防的軍團對沖類游戲！在這里你能體驗刷怪的爽感、屬性搭配的戰斗策略和多人聯機的挑戰，Q 彈萌系治愈畫風下藏著硬核生存挑戰！訓練師需帶領萌寵軍團抵御怪物狂潮，越兇險的地圖越能解鎖究極形態！游戲中包含多種軍團，不同的軍團擁有不同的屬性區分（如火系、冰系、電系、能量系等等），不同的屬性之間存在屬性制約， 玩家通過合理的軍團搭配，來應對不同怪物浪潮的挑戰！

《第四紀元》游戲服務器基于阿里云云原生 API 網關，函數計算（FC）以及 Redis 設計和開發。基于云原生 API 網關做統一流量管理和管控，通過函數計算的彈性擴容能夠明顯地簡化服務器部署復雜度，提高部署的效率；同時基于 Redis 的設計，降低了內存的依賴度，可以簡化服務器架構的設計復雜度，提高了開發效率并降低了問題排查的難度。

三、架構思路：云原生技術賦能下的創新設計

核心設計目標

基于阿里云函數計算 FC 和 Redis 構建輕休閑游戲服務器架構，旨在達成以下核心目標：

• 極致彈性伸縮：實現自動感知流量變化，毫秒級調整資源，從容應對突發流量。
• 成本最優控制：采用按需付費模式，消除固定成本，降低整體運營成本。
• 高可靠服務保障：通過多可用區部署與自動故障轉移機制，確保服務始終在線。
• 運維極簡高效：減少服務器管理工作，讓開發團隊專注于游戲邏輯開發。
• 快速迭代支撐：支持快速部署與更新游戲功能，滿足游戲高頻迭代需求。

核心組件選型

1. 函數計算 FC：作為事件驅動的全托管計算服務，FC 具備強大的彈性伸縮能力，可根據請求量自動調整實例數量，新實例啟動時間低至毫秒級。其按需付費模式，讓開發者僅需為實際執行時間付費，無需為空閑資源買單。同時，FC 完全托管的特性，免去了開發者對服務器底層基礎設施的維護工作，且支持 Python、Go、Java、Node.js 等多種編程語言，極大地提高了開發的靈活性。
2. Redis：作為高性能的內存數據庫，Redis 基于內存的操作使其讀寫速度可達百萬級 QPS，能完美滿足游戲實時性需求。其豐富的數據結構，如 String、Hash、Set、Sorted Set 等，為游戲數據存儲與處理提供了便利。此外，Redis 支持 RDB 和 AOF 持久化方式，保障了數據的安全性，其集群模式可實現水平擴展，輕松應對高并發場景。
3. 云原生 API 網關：作為阿里云多合一的網關產品，將流量網關、微服務網關和安全網關三合一，實現碎片化網關的架構統一，提供服務暴露及流量管控、API 全生命周期管理等能力，具有性能更強勁（高出自建 1～5 倍）、穩定更可靠（技術積淀已久，歷經多年雙十一考驗 ）、多重安全防御（mTLS 雙向認證、登錄認證、集成應用防火墻、自定義安全插件）、擴展性強（提供豐富的插件，支持熱更新），是高性能、安全、AI 友好的統一型網關。

架構圖展示

架構分層設計詳解

1. 接入層：接入層是客戶端與服務器通信的橋梁，主要由 API 網關負責。API 網關作為統一入口，負責處理 HTTP 和 WebSocket 請求，同時提供流量控制、權限驗證等功能。負載均衡組件則將請求均勻分發到多個函數實例，確保服務的高可用性與穩定性。
2. 邏輯層：邏輯層是游戲核心邏輯的處理中樞，由一系列函數組成。平臺服函數負責驗證用戶身份并生成會話 Token；房間管理函數實現游戲房間的創建、查詢與銷毀；游戲邏輯函數處理玩家動作、碰撞檢測等具體游戲邏輯；排行榜函數則完成玩家排行榜的更新與查詢。這些函數相互協作，共同實現游戲的各項功能。
3. 數據層：數據層承擔著游戲數據存儲的重任，包括 Redis 集群、關系型數據庫和對象存儲。Redis 集群存儲玩家狀態、游戲房間信息、排行榜數據等熱數據，憑借其高速讀寫能力，為游戲提供實時數據支持。關系型數據庫用于存儲用戶基本信息、游戲歷史記錄等冷數據，保證數據的完整性與持久性。對象存儲則負責存儲游戲資源，如圖片、音頻等。
4. 輔助服務層：輔助服務層為游戲服務器的穩定運行提供支持，涵蓋消息隊列、監控系統和運維工具。消息隊列用于處理異步任務，提高系統的處理效率。監控系統實時監控服務器性能與游戲運行狀態，及時發現并預警潛在問題。運維工具則實現自動化部署、配置管理等功能，簡化運維流程。

關鍵點說明

1. 有狀態需求：有狀態游戲服務器需固定內存存儲玩家狀態、場景數據等，函數計算 FC 需確保實例存續期內存穩定，避免因內存回收丟失實時交互數據，保障游戲連續運行。函數計算 FC 單實例最大支持32G內存，內存暫存全量數據和中間態數據，保障交互連貫，維持數據庫長連接減少重復建聯開銷。
2. 親和性需求：函數計算 FC 搭建游戲服務器時，親和性需求尤為關鍵。需確保同一玩家的連續請求（如登錄、操作指令）被路由到同一實例，以維持會話狀態（如角色數據、游戲進度），避免因實例切換導致狀態丟失或操作異常，提升游戲體驗的連貫性與穩定性。在函數調用的請求的 header 中，通過自定義 HeaderName 傳遞 Session ID。函數計算 FC 會將帶有相同 session ID 的請求路由到同一個實例上。
3. 穩定性需求：函數計算 FC 依托彈性擴縮容機制，流量波動時自動增減實例，避免傳統架構單點故障風險。實例故障秒級切換，借助會話親和保障狀態連貫，減少運維中斷。無需手動維護集群，資源隔離防干擾，穩定性優于傳統固定架構的人工運維模式。

四、架構優勢：顛覆傳統的革新力量

成本優勢：從資源浪費到精準投入

傳統架構為應對流量峰值，需預先采購大量服務器，但在游戲低谷期，這些資源大多處于閑置狀態，造成了嚴重的成本浪費。而 FC + Redis 架構采用按需付費模式，僅在有請求時產生費用。例如，在游戲熱度消退后，資源使用量大幅減少，費用也隨之降低，顯著降低了整體運營成本。

彈性伸縮：從緩慢擴展到即時響應

傳統架構擴展服務器需要手動配置新服務器、調整負載均衡，整個過程復雜且耗時，難以快速應對突發流量。FC + Redis 架構中，函數計算 FC 可在秒級內啟動新實例，自動根據流量調整資源；Redis 集群也能動態添加節點，擴展存儲和讀寫能力。以《羊了個羊》為例，若采用該架構，在流量高峰時可迅速擴容，避免服務崩潰。

開發效率：從繁雜基礎到專注核心

傳統架構下，開發團隊不僅要關注游戲核心邏輯，還需處理服務器部署、負載均衡、高可用等基礎設施問題，耗費大量精力。FC + Redis 架構將這些基礎設施問題交給云服務商處理，開發團隊只需專注于編寫處理業務邏輯的函數，使用 Redis 提供的豐富數據結構和 API 處理游戲數據，大大提高了開發效率，縮短了游戲開發周期。

運維復雜度：從專業運維到輕松管理

傳統架構的運維工作繁瑣，包括服務器管理、操作系統更新、安全補丁、監控等，需要專業的運維團隊。FC + Redis 架構中，函數計算 FC 由阿里云完全托管，無需開發者管理服務器；Redis 集群同樣由阿里云管理，提供自動備份、故障轉移等功能。通過將基礎設施管理責任轉移給云服務商，使開發者能專注于游戲業務開發，運維復雜度降低 80% 以上。

高可用性：從單點故障到全面保障

傳統架構為保證高可用性，需要進行復雜的配置和監控，一旦出現單點故障，可能導致服務中斷。FC + Redis 架構中，函數計算 FC 支持多可用區部署，單個可用區故障不會影響服務；Redis 集群采用主從復制和哨兵機制，能自動進行故障轉移，確保服務始終穩定運行，為用戶提供流暢的游戲體驗。

總的來說，基于阿里云函數計算 FC 和 Redis 的輕休閑游戲服務器架構，憑借其在成本、彈性、開發、運維和可用性等方面的顯著優勢，為輕休閑游戲的發展提供了強大的技術支持，成為未來輕休閑游戲服務器架構的發展方向。
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