वर्चुअल स्पेस के निर्माण में मल्टीगेज सिस्टम

बहु-उपयोगकर्ता प्रणालियों का निर्माण करते समय उत्पन्न होने वाली महत्वपूर्ण समस्याओं में से एक है स्केलिंग। इन समस्याओं के विभिन्न समाधान हैं: पैनापन, सेवा मॉडल, इकाई-घटक प्रणाली। आज हम सभी विकल्पों पर विचार करेंगे, और समस्या के समाधान के लिए एक व्यावहारिक मामले पर भी चर्चा करेंगे। अब सम्मिलित हों!



भाग 1
भाग २

मैं लेखकों को यह शब्द देता हूं।

बहु-उपयोगकर्ता प्रणालियों के निर्माण के लिए पारंपरिक दृष्टिकोण। सेवा वास्तुकला

ऐतिहासिक रूप से, स्केलिंग की समस्या को हल करने का पहला तरीका था - दुनिया के एक सामान्य राज्य के बिना किसी भी मानदंड द्वारा संपूर्ण प्रणाली को कई सर्वरों में विभाजित करना। यही है, उपयोगकर्ताओं की एक निश्चित संख्या तक, वे एक ही सर्वर पर हो सकते हैं, एक दूसरे को देख सकते हैं और एक दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं; लेकिन जब नए जोड़ते हैं, तो वे दूसरे सर्वर पर चलने वाली वर्चुअल स्पेस की प्रतियों में समाप्त हो जाते हैं, और, तदनुसार, दूसरों के साथ बातचीत नहीं कर सकते हैं। यह स्पष्ट है कि यह समस्या का समाधान नहीं है, यह एक समाधान है। और हालांकि शार्किंग अब भी समझ में आता है, कई मामलों में दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है जो सर्वर पर संभावित भार को बढ़ा सकते हैं।

दूसरी आम तकनीक सेवा मॉडल है। सर्वर में कई घटक होते हैं जिन्हें आसानी से डुप्लिकेट किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यह एक डेटाबेस है और इसके साथ काम कर रहा है, या एक परिसंपत्ति सर्वर जो उन्हें क्लाइंट, या प्राधिकरण सर्वर पर भेजता है। इन सभी सेवाओं को इस तथ्य से प्रतिष्ठित किया जाता है कि आप उन्हें कई उदाहरणों में रख सकते हैं, और उनके लिए अनुरोधों को समानांतर कर सकते हैं।

मुख्य समस्या साझा स्थिति है

लेकिन मुख्य समस्या अलग है। दुनिया के एक विशिष्ट राज्य, आभासी अंतरिक्ष की स्थिति के साथ क्या करना है? मान लीजिए कि हमारी "दुनिया" में एक 3 डी दृश्य, उस पर वस्तुओं का एक सेट और कई जुड़े हुए उपयोगकर्ता हैं। सैद्धांतिक रूप से, हम कुछ सॉफ़्टवेयर घटकों की नकल कर सकते हैं जो सर्वर साइड पर दृश्य के साथ काम करने के लिए जिम्मेदार हैं। लेकिन समस्या यह है कि इन सभी घटकों के लिए दृश्य की स्थिति एक बात सामान्य है। तदनुसार, जब हम संचालकों को समानांतर करते हैं, तो हमें किसी तरह डेटा के साथ काम को सिंक्रनाइज़ करने की समस्या को हल करने की आवश्यकता होती है, और साथ ही साथ सिंक्रनाइज़ेशन पर ही हम समानता में जीत से अधिक प्रदर्शन में हार सकते हैं।

समाधान: इकाई घटक प्रणाली। सुदूर पूर्व के मामले में समस्याएं

ऐसी समस्याओं के लिए अपेक्षाकृत हालिया दृष्टिकोण ECS (इकाई - घटक प्रणाली) है। इस संस्करण में, हम एक निश्चित इकाई के रूप में सिस्टम के ऑब्जेक्ट का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसमें कुछ गुण होते हैं। उदाहरण के लिए, यह अंतरिक्ष में किसी वस्तु की स्थिति और उसकी गति हो सकती है। इसके अलावा, हम जो भी वस्तु पर स्टोर करते हैं, वह केवल कुछ डेटा है, लेकिन उनके साथ काम करने का तर्क नहीं। यही है, हमारे मामले में, छह संख्याएं केवल ऑब्जेक्ट को सौंपी जाएंगी - समन्वय वेक्टर और वेग वेक्टर।

ईसीएस का दूसरा भाग कार्यकर्ता है, एक प्रणाली जो एक विशिष्ट प्रकार के घटक के साथ काम करती है। उदाहरण के लिए, हमारे मामले में, यह एक ऐसी प्रणाली हो सकती है जो हर पल किसी वस्तु के निर्देशांक को बदलती है, जिससे उनकी गति बढ़ जाती है। मुख्य विचार यह है कि कार्यकर्ता वस्तु के बारे में कुछ भी नहीं जानता है जैसे कि - इसमें केवल एक कतार है, घटकों की एक पाइपलाइन है जिसे इसे कुछ नियमों के अनुसार संसाधित करना होगा। तदनुसार, हम श्रमिकों को समानांतर कर सकते हैं, साथ ही साथ सेवाओं को समानांतर भी कर सकते हैं।

एजेंट सिस्टम समानांतर कोड लिखने की एक विधि के रूप में

मल्टी-एजेंट दृष्टिकोण भी एक विशेष नवीनता नहीं है, लेकिन हाल ही में, एजेंट सिस्टम में रुचि बढ़ रही है। इसके बारे में विस्तार से बताने वाले कई अच्छे लेख हैं, इसलिए यहां हम संक्षेप में ऐसे सिस्टम के सबसे सामान्य सिद्धांतों को सूचीबद्ध करते हैं:

1. सिस्टम का मुख्य घटक एक घटक है जिसे एजेंट या अभिनेता कहा जाता है। कुछ मायनों में, यह सभी के लिए परिचित एक वस्तु जैसा है, लेकिन अभिनेता के पास कोई सार्वजनिक तरीका नहीं है, उसके साथ संवाद करने का एकमात्र तरीका उसे संदेश भेजना है;
2. एजेंट को संदेश भेजने के लिए "लिंक" की अवधारणा है। लिंक एक निश्चित इंटरफ़ेस प्रदान करता है (विभिन्न कार्यान्वयन में यह बहुत अलग दिख सकता है), जो आपको संदेश भेजने की अनुमति देता है। यहां महत्वपूर्ण गुणों में से एक स्थान पारदर्शिता है, और प्रत्येक एजेंट की एक पते के साथ उपस्थिति - एक स्ट्रिंग जो आपको एजेंट को उसके भौतिक स्थान की परवाह किए बिना एक लिंक प्राप्त करने की अनुमति देती है, अर्थात्। एजेंट उसी कंप्यूटर पर एजेंट सिस्टम में स्थित हो सकता है और काम कर सकता है, या शायद दूसरे पर - इस मामले में, लिंक आपके नेटवर्क पते पर प्राप्त किया जाता है;
3. एजेंट के पास एक संदेश कतार है, और उन्हें क्रमिक रूप से संसाधित किया जाता है। एक एजेंट एक राज्य मशीन हो सकता है जो राज्यों और संदेश संचालकों को उनकी प्रतिक्रिया के क्रम में बदलता है;
4. एक नियम के रूप में, मल्टीगेंट सिस्टम पदानुक्रमित हैं, अर्थात एजेंट एक प्रकार का वृक्ष बनाते हैं। इस मामले में, एजेंटों में से एक में एक त्रुटि पूरे सिस्टम को रोकती नहीं है, केवल एक विशिष्ट एजेंट काट दिया जाता है, अपने पूर्वज को एक त्रुटि संदेश भेज रहा है। इस तरह की त्रुटियों से निपटने के लिए लोकप्रिय दृष्टिकोणों में से एक दुर्घटना है - जब एक एजेंट दुर्घटनाग्रस्त हो जाता है, तो हम बस इसकी एक नई प्रति बनाते हैं;
5. एक नया एजेंट बनाना एक संसाधन-गहन संचालन नहीं है, और सिस्टम को स्वयं बनाना बहुत महंगा है।

अक्सर, ईसीएस का उपयोग करते हुए एजेंट सिस्टम को केवल दृष्टिकोण में उपयोग किया जाता है। चूंकि एजेंट सिस्टम श्रमिकों की आवश्यक संख्या बनाने और उनके काम को समानांतर करने के लिए बहुत आसान बनाता है, बस उनके बीच संदेश प्रवाह को वितरित करना, यह बहुत ही आशाजनक दृष्टिकोण की तरह दिखता है। उदाहरण के लिए, यह है कि कैसे बेहतर काम करता है से SpatialOS।

यहां कुछ अलग विमान में समस्याएं पैदा होती हैं। ईसीएस दृष्टिकोण काफी सरल है, लेकिन सिद्धांत रूप में इसे सहज नहीं कहा जा सकता है, खासकर अनुभवहीन प्रोग्रामर के लिए। इसलिए, ऐसी प्रणाली में उपयोगकर्ता कोड का निर्माण एक गैर-तुच्छ कार्य है। साथ ही, वर्चुअल सर्वर इंस्टेंसेस के बीच विभिन्न ऑब्जेक्ट्स की पोर्टेबिलिटी के बारे में प्रश्न उठते हैं, क्योंकि ऑब्जेक्ट के साथ हमें सभी श्रमिकों को स्थानांतरित करना होगा यदि वे (इस प्रकार के घटक के लिए) किसी अन्य सर्वर पर मौजूद नहीं हैं। सिद्धांत रूप में, एजेंट सिस्टम के कुछ कार्यान्वयन इन समस्याओं में से कुछ को हल कर सकते हैं, लेकिन हमने एक अलग दृष्टिकोण चुना है।

हमारा मामला एक एजेंट के रूप में सुदूर पूर्व का सार है

हमारे मामले में, प्रत्येक वर्चुअल स्पेस ऑब्जेक्ट एक एजेंट, या बल्कि, एजेंटों की एक प्रणाली है। क्लासिक ईसीएस के साथ तुलना करते हुए, हम यह कह सकते हैं कि हम में से प्रत्येक इकाई "सूक्ष्म-श्रमिकों" की एक प्रणाली को वहन करती है, जो वस्तु से ही जुड़ी होती है। एक ही समय में, एजेंट सिस्टम के सभी फायदे संरक्षित हैं (अर्थात, हम एक अलग थ्रेड में एक अलग मशीन पर, अलग-अलग मशीन आदि पर, बस सर्वर सेटिंग्स बदलकर) इस तरह की वस्तु को चला सकते हैं, लेकिन ऑब्जेक्ट पोर्टेबल रहता है, और इसके लिए स्क्रिप्ट लिखने में ईसीएस डिवीजन की आवश्यकता नहीं होती है। ।

इस मामले में, दुनिया की स्थिति को व्यक्तिगत वस्तुओं की स्थिति में विभाजित किया जाता है, और उनमें से प्रत्येक को अलग से संसाधित किया जा सकता है। क्लाइंट पर, हम एक एजेंट सिस्टम भी बनाते हैं, जो सर्वर की स्थिति का एक प्रकार का प्रतिबिंब है, और हम प्रत्येक क्लाइंट एजेंट को सर्वर एजेंट के साथ जोड़ते हैं। अन्य बातों के अलावा, यह सिस्टम की विश्वसनीयता भी बढ़ाता है, क्योंकि यदि कोई व्यक्तिगत वस्तु विफल हो जाती है, तो केवल यह ऑब्जेक्ट अक्षम होता है, न कि संपूर्ण वर्चुअल स्पेस।
थोड़ा और विस्तार से, यह इस तरह दिखता है:



कोई भी स्पेस ऑब्जेक्ट सर्वर के शुरू होने पर बनने वाली इकाई के मुख्य एजेंट से युक्त एक छोटा एजेंट सिस्टम होता है, जो एक घटक कंटेनर एजेंट और संदेश हैंडलर घटकों का एक सेट नहीं होता है। क्लाइंट को जोड़ने के लिए, नेटवर्क ट्रांसपेरेंसी प्रॉपर्टी का उपयोग किया जाता है, अर्थात क्लाइंट की प्रत्येक विशिष्ट ऑब्जेक्ट में सर्वर एजेंट ऑब्जेक्ट का लिंक होता है। उसी समय, कनेक्ट करते समय, एक नया एजेंट गतिशील रूप से बनाया जाता है, जो मुख्य एक का वंशज है।



क्लाइंट पक्ष पर एक एजेंट प्रणाली भी बनाई जाती है, लेकिन इसमें मौजूद इकाई एजेंट सर्वर की ओर से एक संदेश द्वारा बनते हैं। निर्माण के बाद, एजेंट सर्वर एजेंट के लिए एक लिंक प्राप्त करता है और एक संदेश प्रसंस्करण घटक बनाता है जिसमें सर्वर से संदेश प्राप्त करने और भेजने के लिए कतारें शामिल होती हैं। एक एकता ऑब्जेक्ट भी बनाया गया है, और मोनोबीहेवियर से विरासत में मिली वस्तु के घटकों के ग्राहक भाग। उसी समय, यूनिटी भाग और एजेंट भाग विभिन्न थ्रेड्स में काम करते हैं, संदेश हैंडलर सिंक्रनाइज़ेशन के लिए जिम्मेदार है (यदि संभव हो तो, इसे कम से कम किया जाता है)।

ऐसा कुछ (विशेष विवरण के बिना) जेआईएफ संस्करण में गतिशील आभासी अंतरिक्ष के कार्यान्वयन जैसा दिखता है। अगले लेख में, हम आपको व्यक्तिगत बड़े डेटा के बारे में और आँकड़ों के साथ-साथ ब्लॉकचेन के बारे में बताएंगे।

लेखक

जेडियम एक Microsoft भागीदार कंपनी है जो आभासी, संवर्धित वास्तविकता और कृत्रिम बुद्धिमत्ता के क्षेत्र में काम कर रही है। जेडियम ने एकता पर जटिल परियोजनाओं के विकास को आसान बनाने के लिए एक रूपरेखा विकसित की है, जिसका एक हिस्सा सार्वजनिक रूप से गिटहब पर उपलब्ध है । जेडियम की योजना नए ढांचे के मॉड्यूल के साथ-साथ Microsoft Azure के साथ एकीकरण समाधानों को फिर से भरने की है।

विटालि चाशिचिन - तीन आयामी ग्राहक-सर्वर अनुप्रयोगों के डिजाइन और कार्यान्वयन में 10 से अधिक वर्षों के अनुभव वाले सॉफ्टवेयर डेवलपर - अवधारणा से लेकर पूर्ण कार्यान्वयन और आभासी वास्तविकता के क्षेत्र में अनुप्रयोगों और समाधानों के एकीकरण तक। सिस्टम आर्किटेक्ट जेडियम एलएलसी, आईटी में एमएससी।

एलेक्सी सरफानोव

Jedium LLC में मार्केटिंग मैनेजर।

सर्गेई कुद्र्यावत्सेव

जेडियम एलएलसी के सीईओ और संस्थापक।