游戏服务器开发指南（三）：设计高效的线程模型

大家好！我是长三月，一位在游戏行业工作多年的老程序员，专注于分享服务器开发相关的文章。

一周一次的系列分享又与大家见面了。这次的主题是设计高效的线程模型，是并发类别下的第一篇。

在游戏服务器开发中，一个高效的线程模型可以充分利用多核能力，将cpu的利用率发挥到极致，并且降低请求响应时间，带给玩家尽量低的延时体验。

在许多场合需要评估是使用一个线程还是多个线程。适合分拆成多线程执行的场合是：多个任务彼此独立性高，而且单线程串行执行可能达到单核能力上限的瓶颈。下面是一个关于开房间战斗的例子，每个房间都有若干玩家一起战斗，房间之间彼此独立。原始的设计是使用单线程执行所有战斗房间的计算任务：

这样设计的问题是，由于战斗计算是CPU密集型的计算任务，当房间数量增多到一定程度时会达到单核性能瓶颈，无法在原定的一帧时间内执行完所有的房间计算，导致掉帧的情况出现。解决办法是开启多个线程分担计算压力，每次有新房间创建就投放到一个最空闲的线程中管理。因为房间之间彼此独立，所以也不需要考虑任何同步相关的问题：
同样典型的场景还有MMO中的大地图，由于整个地图运算量巨大，通常会考虑使用多线程分担计算量，拆分角度通常是按地图区域，每个区域分配一个线程，或者是按业务类型，每种独立的业务逻辑分配一个线程。

不过，并不是所有的任务都适合分拆到多线程。使用多线程相比单线程，至少有以下缺点：

1. 需要更多地考虑线程之间同步的问题。这对于程序员带来了额外的开发负担，处理得不好可能导致死锁或状态错误等严重问题。而且如果同步粒度太大，会使多线程对性能的提升变得很有限。
2. 多线程线程切换会带来额外性能开销，另外每个线程都要分配独立的堆栈空间。<