創建一個遊戲系統,其將運行在互聯網的環境中。客戶端通過WWW服務或特定的客戶端軟件連接到遊戲服務器,隨着流量的增加,系統不斷的膨脹,最終後臺數據、業務邏輯被分佈式的部署。然而相比中心化的系統,複雜度被無可避免的增大了,該如何降低各個組件之間的耦合度。
挑戰:需要保證可伸縮性、可維護性、可更新性,需要將服務劃分爲各個相對獨立的組件,組件被分佈式的部署,它們之間通過進程間通信方式實現交互。服務的增加、刪除、改變都應該被支持。理想情況,以開發者的角度看,集中化的系統和分佈式的系統在中心邏輯上沒有什麼不同。爲實現這個目標:
l 可以遠程的訪問服務,而對於訪問者,服務的位置應該是透明的。
l 提供服務的組件可以增加、刪除、改變,而且這些在運行期同樣應該被支持。
l 訪問服務的客戶端不應該關心服務的實現細節。
解決方案:引入一個Broker組件,解耦客戶端和服務端。服務端註冊自己到Broker,通過暴露接口的方式允許客戶端接入服務。客戶端是通過Broker發送請求的,Broker轉發請求道服務端,並將請求的結果或異常回發給客戶端。通過使用Broker模式,應用可以通過發送消息訪問遠程的服務。
這一架構模式允許動態的改變、添加、刪除服務端,從客戶端的角度,這些都是透明的。
結構:Broker模式定義了6中類:Client,Server,Client_Proxy,Server_Proxy,Broker,Bridge。
Server:l 責任:處理特定領域的問題,實現服務的細節,註冊自己到Broker,處理請求並返回結果或異常。
l 協作類:Server_Proxy,Broker
Client:Client是需要訪問遠程服務的應用程序,爲此,Client發送請求到Broker,並從Broker上接收響應或異常。Client和Server只是邏輯上相關而已,實際上Client並不知道Server的確切位置。
l 責任:1. 實現用戶端功能,2. 發送請求到Broker,3. 接收相應和異常。
l 協作類:Broker,Client_Proxy
Broker:Broker可以被看成消息轉發器。Broker也負責一些控制和管理操作。它能夠定位服務端的位置,若發生異常,能夠將異常捕獲傳給Client。Broker需要提供註冊服務的接口給Server。如果請求來自其他的Broker,本地的Broker需要轉發請求並最終將結果或異常回應給相應的遠程Broker。Broker提供的服務和name service非常相像(如DNS、LDAP)。
l 責任:1. 註冊服務。2. 提供服務API。3. 轉發消息。4. 容錯處理。5. 與其他Broker的交互。6。 定位服務。
l 協作類:Client_Proxy,Server_Proxy,Bridge
Client_Proxy:連繫Client和Broker,這一層保證了通訊的透明性,使Client調用遠程服務就像調用本地的服務一樣。
l 責任:1. 封裝特定的系統調用。2. 封裝通訊的參數、控制信息等。
l 協作類:Client,Broker。
Server_Proxy:Server_proxy是與Client_Proxy相對應的,它接受請求,解包消息,解析出參數並調用服務的實現接口。
l 責任:1. 封裝特定的系統調用。2. 封裝通訊的參數、控制信息等。3. 調用server的服務接口。
l 協作類:Server,Broker。
Bridge:Bridge用來連接各個Broker,一般這個組件是可選的。當系統是發雜的網絡組成時,有可能需要這一角色。
l 責任:1. 封裝特定的網絡特性。2. 傳遞Broker之間的通訊。
l 協作類:Broker。
應用場景一:直接通訊方式。Client和Server相互理解他們之間的通訊協議。Broker主要完成Client和Server之間的握手。之後所有的消息、異常都是由Client與Server直接交互。(想象DNS)。簡單對象交互如圖:
l Broker啓動,完成自身的初始化,之後進入事件循環,等待消息到來。
l Server啓動,首先執行自身的初始化,然後註冊自己到Broker。
l Broker接收Server的註冊請求,將其加入到可使用服務的列表,並回應Ack給Server。
l Server接收Ack,進入事件監聽循環,等待消息到來。
l Client調用遠程服務對象的方法,Client_Proxy封裝消息請其發送給Broker。
l Broker查詢可使用的Server,將請求轉發給Server。
l Server_Proxy解析消息,分離出參數和控制信息,並調用特定的Server實現接口。Server處理完的結果通過Server_proxy封裝成消息轉發到Server。
l Broker將相應消息轉發給正確的Client_Proxy,Client受到響應繼續其他邏輯。
簡單對象交互如圖:
l Broker A接收到請求,交由Server處理,但是發現該Server位於其他的網絡節點。
l Broker A將請求轉發給Bridge A,Bridge A將請求進行必要的格式化,傳送給Bridge B。
l Bridge B將請求進行必要的格式化,轉化成Broker B可以理解的格式,並轉發給Broker B。Broker B執行場景二中的過程,處理的結果按如上逆序返回。
簡單對象交互如圖:
1. 服務的位置透明性。
2. 組件的可變性及擴展性。由於Server是註冊到Broker上的,所以Server可以動態的增加、刪除、改變。
3. Broker之間可交互。
4. 可重用性。
5. 由於組件的耦合度較小,調試和測試的工作也是可控的。
1. 效率;增加了一層Broker的消息轉發,效率有所降低。
2. 容錯能力必須要特別考慮。
3. 調試和測試的工作加大。