Redis 数据库结构设计

yanqiufang

　　众所周知，网易游戏的几位技术大拿，叮当云风等前段时间刚刚出去组建自己的团队，开始自己的游戏追求。经常看云风博客的同学可以看到新公司一步步地在发展。而最近技术团队已经开始游戏的正式开发，今天云风就发表了新游戏相关的第2篇技术文章，主要介绍了使用Redis进行游戏数据存储方面的设计。
　　下面上原文：

　　接上回，按照我们一期项目的需求，昨天我简单设计了数据库里的数据格式。数据库采用的是 Redis ，我把它看成一个远端的数据结构保存设备。它提供基本的 Key-Value 储存功能，没有层级表。如果需要两层结构，可以在 Value 里保存一组 Hashes 。
　　这是我第一次实战使用 Redis ，没有什么经验。不过类似的设施几年前自己实现过，区别不大。经过这几年，有了 Redis 这个开源项目，就不需要重造轮子了。但其模式还是比较熟悉的。也就是说，是按我历史经验来使用 Redis 。
　　一期项目需要比较简单，不打算把数据拆分到不同的数据服务器上。但为日后的拆分需求做好设计准备。以后有需要，可以按 Key 的前缀把数据分到不同的位置。例如，account 信息是最可能独立出去的，因为它和具体游戏无关。
　　用户系统使用 email 来做用户名，但在数据库中的唯一标识是一个 uid 。用户应该允许修改登陆名（用户很可能更换 email）。用户的身份识别是用 id 来定位的。所以，在数据库中就应该有如下几组 Key ：

• account:count id
  
• account:userlist set(id)
  
• account:email:[email] id
  

　　这里，account:userlist 对应的 value 是一个 set ，里面存放了所有存在的 user id 。用于遍历所有的 user 。这个暂时可能用不上，而且当用户量相当大的时候可能有问题。不过暂时不用考虑这么多问题，等以后改进。
　　account:count 是一个计数器，可以用来生成唯一 id 。
　　account:email:[email] 用来标示每个注册的 account 的登陆名。[email] 指登陆用 email 地址。
　　这里，email 内可能也存在符号 “:” ，为了回避这个问题，许多对 email 进行编码。我的方案是，将字母数字 @ . _ 之外的字符编码为 %XX 的形式。用 lua 干这件事情非常简单：

local function _encode(str)
return string.format("%%%02X",string.byte(str))
end
function emailEncode(str)
return string.gsub(str,"([^%w_@.])",_encode)
end
　　当然，解码回来也很简单

local function _decode(str)
return string.char(tonumber(str,16))
end
function emailDecode(str)
return string.gsub(str,"%%(%w%w)",_decode)
end
　　之后，就是 account 下每个 id 的数据：

• account:[id]:version number
  
• account:[id]:email string
  
• account:[id]:password string // md5(password..salt)
  
• account:[id]:nickname string
  
• account:[id]:lastlogin hashes
  
  
  
  • ip string
    
  • time string
    
  
  
  
• account:[id]:history list(string)
  
• account:[id]:available enum(open/locked/delete)
  

　　其中，密码不想保存为明文。因为任何可能的数据泄露都会导致用户的损失，我也不想任何人看到用户的密码。所以采用 md5(password .. salt) 的风格。
　　md5 运算前，加一个 salt 后缀，是因为单纯的文本 md5 值也是有数据库可查的。
　　lastlogin 下保存了用户最后一次登陆的信息，使用了一张 hashes 表，因为这些信息在未来会进一步扩充。
　　history 保存了用户登陆的所有历史记录，用一个 string 链表记录。
　　用户删除自己的账户时，不想把数据从数据库删除，只想在 available 下做一个标记。
　　考虑到数据库内数据结构有可能发生变化，所以加了 version 域做版本标识。

我不想让各种服务可以直接读写这份数据，所以，会单独写一个认证服务器做处理。　　
　　认证服务器提供三项服务：

• 用户注册
  
• 用户名 密码 认证 (用于 ssl 连接上的 web 服务)
  
• 用户名 密码 挑战式认证 (用于 client 的认证服务)
  

下面是基本的场景服务用的数据：　　

• account:[id]:avatars set(id)
  
• avatar:count id
  
• avatar:[id]:version number
  
• avatar:[id]:account id
  
• avatar:[id]:scene string
  
• avatar:[id]:available enum(open/delete)
  
• avatar:[id]:data hashes
  
  
  
  • name string
    
  • figure string
    
  
  
  
• world:scene hashes
  
  
  
  • [name] id
    
  
  
  
• scene:count id
  
• scene:[id]:name string
  
• scene:[id]:available enum(open/close/delete)
  
• scene:[id]:info hashes
  
  
  
  • time string
    
  • pc number
    
  
  
  
• scene:[id]:pc hashes
  
  
  
  • [id] enum[online/offline]
    
  
  
  
• scene:[id]:pc:[id] hashes
  
  
  
  • status string
    
  
  
  

　　用户账号下可以有许多游戏角色，列表放在 account:[id]:avatars 下。
　　每个角色也拥有一个唯一 id 。这个 id 原则上和 account id 是独立体系，但是为了人类好区格，avatar:count 的起点和 account:count 不同。
　　角色所在场景记录一个字符串的场景名 avatar:[id]:scene ，角色的其它各种数据放在一个 hashes 里。
　　所有的场景索引方在 world:scene 下。如果日后有多个世界，可以采用 world:[id]:scene 。但目前不必考虑。
　　scene 下面的所有 pc 的在线状态放在 scene:[id]:pc hashes 中，pc 离线也把它的 id 记录在内，只有 pc 转移场景才移除。
　　每个 PC 的位置状态信息记录在 scene:[id]:pc:[id] 中，第一个 id 是 scene 的 id ，第二个则是 PC 的 avatar id 。
　　btw. 这是一份草稿，虽然思考不周，但足够满足项目一期的需求。当然许多欠考虑的地方也并非是考虑不到，而是希望尽量简单，以满足一期需求为目的。这个日后修改的代价并不大。

最后吐槽一下 Redis 的 Windows 版。办公室的 Linux 服务器还没有装好，我暂时在 Windows 下做开发。取了一份 google 搜到的 非官方 Redis 的 Windows 版 。为了图方便，使用的是 luajit ffi 去调用 hiredis 的 dll 。一开始怎么都搞不定。建立不了 socket 连接，出错码也取不到。　　
　　对比了源代码，发现修改版把 C Struct 结构改了，前面增加了几个域，而我以 hiredis 官方标准来定义的接口。
　　改好后，能够正确取出出错码了。发现万恶的 Windows socks api 需要调用 WSAStartup 才可以用。而 hiredis 的 Windows 修改版居然没有去调用。让我大费周折才改好，前后折腾了一个多小时。
　　再吐槽一下 hiredis 的 API 设计，居然依赖 C Struct 的布局。良好的 C 库的接口设计不会这么干的吧。比如 lua ，又比如 zmq 。唉，用这种东西有点小不爽。不过比 C++ 库还是好太多了。