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| author | muqiuhan <[email protected]> | 2025-09-09 06:17:00 +0000 |
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| committer | muqiuhan <[email protected]> | 2025-09-09 06:17:00 +0000 |
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| -rw-r--r-- | 2025/05/08/Multiplayer-Collaborative-Systems-tips/index.html | 82 |
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diff --git a/2025/05/08/Multiplayer-Collaborative-Systems-tips/index.html b/2025/05/08/Multiplayer-Collaborative-Systems-tips/index.html index 47a9feef..42f2895c 100644 --- a/2025/05/08/Multiplayer-Collaborative-Systems-tips/index.html +++ b/2025/05/08/Multiplayer-Collaborative-Systems-tips/index.html @@ -193,36 +193,41 @@ </div> <div class="post-content"> <p>最近碰到一块业务:在系统中可以存在多个用户同时对某个项目信息进行编辑,这种多人协作的场景挺有意思的,不过在我们的业务中,并不需要实时协作,只需要保证不会出错就行,话虽如此,但也可以探索一下实时协作的实现方案,防止老年痴呆。</p> -<p>先来看看第一个方案 —— CRDT(Conflict-free Replicated Data Type,无冲突可复制数据类型)是一类数据结构,它保证了在分布式节点(或多客户端)上进行离线/并发更新后,无需中心协调、也无需人工干预,通过“合并策略”就能得到一致的最终状态。 </p> +<p>先来看看第一个方案 —— CRDT(Conflict-free Replicated Data Type,无冲突可复制数据类型)是一类数据结构,它保证了在分布式节点(或多客户端)上进行离线/并发更新后,无需中心协调、也无需人工干预,通过“合并策略”就能得到一致的最终状态。</p> <p>核心思想是:所有并发操作都是幂等(idempotent)、可交换(commutative)的。</p> -<p>常见类型有:<br>一、G-Counter(只能增计数器)<br>二、PN-Counter(可增可减计数器)<br>三、LWW-Register(最后写入胜出)<br>四、结合 JSON 的树型 CRDT(如 <a target="_blank" rel="noopener" href="https://github.com/automerge/automerge">Automerge</a> / <a target="_blank" rel="noopener" href="https://yjs.dev/">Yjs</a>) </p> -<p>更多原理可参考 Decipad 博客“Collaborative and Offline Editing Using CRDTs”[^1]。</p> +<p>常见类型有:<br> +一、G-Counter(只能增计数器)<br> +二、PN-Counter(可增可减计数器)<br> +三、LWW-Register(最后写入胜出)<br> +四、结合 JSON 的树型 CRDT(如 <a target="_blank" rel="noopener" href="https://github.com/automerge/automerge">Automerge</a> / <a target="_blank" rel="noopener" href="https://yjs.dev/">Yjs</a>)</p> +<p>更多原理可参考 Decipad 博客“Collaborative and Offline Editing Using CRDTs”<sup class="footnote-ref"><a href="#fn1" id="fnref1">[1]</a></sup>。</p> <blockquote> <p>有一个挺有趣的 Rust 项目 <a target="_blank" rel="noopener" href="https://github.com/loro-dev/loro">Loro: Make your JSON data collaborative and version-controlled with CRDTs</a></p> </blockquote> -<p>假设我的项目信息编辑页面允许多人实时/离线修改某个研究项目的“名称”、“描述”字段,前端用 SvelteKit + GraphQL 获取和提交变更:</p> +<p>假设我的项目信息编辑页面允许多人实时/离线修改某个研究项目的“名称”、“描述”字段,前端用 SvelteKit + GraphQL 获取和提交变更:</p> <figure class="highlight plaintext"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line">┌── 用户 A 离线修改了 “description” 的若干段文本 </span><br><span class="line">└── 用户 B 同时在线修改了同一字段的其他段落 </span><br></pre></td></tr></table></figure> - <p>如果后端使用 CRDT(比如把 <code>description</code> 用 JSON-CRDT 存储),两次修改只要在任意顺序合并都能得到完整的内容:</p> -<p>首先,A 客户端本地 apply 操作并缓存,恢复网络后推给服务器;<br>然后,服务器用 CRDT merge(A.delta, B.delta),得到一致文档<br>最后,服务器广播新文档到所有客户端,A/B 均得到相同结果 </p> +<p>首先,A 客户端本地 apply 操作并缓存,恢复网络后推给服务器;<br> +然后,服务器用 CRDT merge(A.delta, B.delta),得到一致文档<br> +最后,服务器广播新文档到所有客户端,A/B 均得到相同结果</p> <hr> -<p>好了说点实际符合业务场景的方案,首先想到的是悲观锁(Pessimistic Locking) ,思路是:用户打开编辑界面时,向后端申请“锁” → 其它用户尝试编辑时被拒绝 → 编辑完成后释放锁/超时自动释放。 </p> +<p>好了说点实际符合业务场景的方案,首先想到的是悲观锁(Pessimistic Locking) ,思路是:用户打开编辑界面时,向后端申请“锁” → 其它用户尝试编辑时被拒绝 → 编辑完成后释放锁/超时自动释放。</p> <p>假如有一个这样的锁表:</p> -<pre><code class="sql">CREATE TABLE project_lock ( +<pre><code class="language-sql">CREATE TABLE project_lock ( project_id UUID PRIMARY KEY, locked_by UUID NOT NULL, expires_at TIMESTAMPTZ NOT NULL ); </code></pre> <p>可以在事务内申请它:</p> -<pre><code class="ts">const now = new Date(); +<pre><code class="language-ts">const now = new Date(); const expires = new Date(now.getTime() + 5*60*1000); // 5 分钟后过期 await prisma.$transaction(async tx => { const existing = await tx.project_lock.findUnique({ where:{ project_id } }); if (existing && existing.expires_at > now) { - throw new Error('项目正被人编辑'); - } + throw new Error('项目正被人编辑'); + } await tx.project_lock.upsert({ where: { project_id }, @@ -232,14 +237,16 @@ await prisma.$transaction(async tx => { }); </code></pre> <p>释放锁就直接从锁表里删掉对应的数据即可:</p> -<pre><code class="ts">await prisma.project_lock.delete({ where:{ project_id } }); +<pre><code class="language-ts">await prisma.project_lock.delete({ where:{ project_id } }); </code></pre> <p>前端的话,大概就是:</p> -<p>在进入编辑前请求一下 <code>/api/project/:id/lock</code> 之类的 API,失败则提示“被占用”;<br>在 <code>onbeforeunload</code> 时执行 <code>/unlock</code>;<br>超时后后端自动允许新锁。 </p> +<p>在进入编辑前请求一下 <code>/api/project/:id/lock</code> 之类的 API,失败则提示“被占用”;<br> +在 <code>onbeforeunload</code> 时执行 <code>/unlock</code>;<br> +超时后后端自动允许新锁。</p> <hr> -<p>第二个方案是乐观并发控制(Optimistic Concurrency) :记录资源的版本号或时间戳;客户端提交更新时带上自己的版本号,后端检查版本是否一致,不一致则认为冲突,返回 409,由客户端告知用户“数据已过期,请刷新后合并”。 </p> +<p>第二个方案是乐观并发控制(Optimistic Concurrency) :记录资源的版本号或时间戳;客户端提交更新时带上自己的版本号,后端检查版本是否一致,不一致则认为冲突,返回 409,由客户端告知用户“数据已过期,请刷新后合并”。</p> <p>具体实现中,可以尝试在 <code>project</code> 表加上 <code>version INT NOT NULL DEFAULT 1, updated_at TIMESTAMPTZ</code> ,然后更新项目时:</p> -<pre><code class="ts">async updateProject(parent, { id, version, input }, ctx) { +<pre><code class="language-ts">async updateProject(parent, { id, version, input }, ctx) { const result = await prisma.$executeRaw` UPDATE project SET name = ${input.name}, @@ -247,38 +254,51 @@ await prisma.$transaction(async tx => { version = version + 1, updated_at = now() WHERE id = ${id} AND version = ${version} - `; + `; if (result === 0) { - throw new ConflictException('版本冲突,请刷新后重试'); + throw new ConflictException('版本冲突,请刷新后重试'); } return prisma.project.findUnique({ where:{ id } }); } </code></pre> -<p>前端捕获到冲突错误可以用一个弹窗提示“另有用户已更新此项目,是否合并/重新加载?” 之类的玩意儿。</p> +<p>前端捕获到冲突错误可以用一个弹窗提示“另有用户已更新此项目,是否合并/重新加载?” 之类的玩意儿。</p> <hr> -<p>第三个方案是:操作转化(Operational Transformation,OT) </p> -<p>也就是记录用户每次的“操作”(insert/delete at position),服务器根据历史操作序列对并发操作做转化(transform),确保先到达的操作调整后再应用后到达的。 </p> -<p>有一些实现案例:<br>一、ShareDB(Node.js)<br>二、Google Docs 中的同步算法 </p> -<p>具体实现的话,可能要现在前端逐字符/块地包装成操作并 WebSocket 推送,服务器再维护一个“操作历史队列”,每来一个 op 就 transform 并 broadcast,而客户端收到广播后,按顺序 replay 保证视图一致。</p> +<p>第三个方案是:操作转化(Operational Transformation,OT)</p> +<p>也就是记录用户每次的“操作”(insert/delete at position),服务器根据历史操作序列对并发操作做转化(transform),确保先到达的操作调整后再应用后到达的。</p> +<p>有一些实现案例:<br> +一、ShareDB(Node.js)<br> +二、Google Docs 中的同步算法</p> +<p>具体实现的话,可能要现在前端逐字符/块地包装成操作并 WebSocket 推送,服务器再维护一个“操作历史队列”,每来一个 op 就 transform 并 broadcast,而客户端收到广播后,按顺序 replay 保证视图一致。</p> <hr> <p>最后可能还可以用事件溯源(Event Sourcing)+ 场景命令模式来实现:</p> -<p>不直接存状态,而是存所有“命令 / 事件”(Event),回放事件得到当前状态。冲突通过合并策略或补偿事件(Compensating Events)解决。 </p> -<p>例如:<br>在每次更新时推送 <code>ProjectUpdated { projectId, fieldsChanged, userId, timestamp }</code> ,<br>然后写入事件存储(如 Kafka / EventStoreDB),<br>读端 Consumer 按顺序重建最新状态或按领域聚合 ,<br>最后在并发时如果两个事件都修改了同一字段,可在写端做校验/补偿,或在读端做最后写入胜出等策略 。</p> +<p>不直接存状态,而是存所有“命令 / 事件”(Event),回放事件得到当前状态。冲突通过合并策略或补偿事件(Compensating Events)解决。</p> +<p>例如:<br> +在每次更新时推送 <code>ProjectUpdated { projectId, fieldsChanged, userId, timestamp }</code> ,<br> +然后写入事件存储(如 Kafka / EventStoreDB),<br> +读端 Consumer 按顺序重建最新状态或按领域聚合 ,<br> +最后在并发时如果两个事件都修改了同一字段,可在写端做校验/补偿,或在读端做最后写入胜出等策略 。</p> <hr> <p>总结来说,</p> <ul> -<li>CRDT 最擅长 去中心化、离线编辑、自动合并; </li> -<li>若不引入 CRDT,可根据业务侧重点选用: <ol> -<li>悲观锁 → 强制串行编辑,简单粗暴; </li> -<li>乐观并发 → 适合大多数业务场景,成本低; </li> -<li>OT → 适合富文本或实时协同场景,复杂度中等; </li> +<li>CRDT 最擅长 去中心化、离线编辑、自动合并;</li> +<li>若不引入 CRDT,可根据业务侧重点选用: +<ol> +<li>悲观锁 → 强制串行编辑,简单粗暴;</li> +<li>乐观并发 → 适合大多数业务场景,成本低;</li> +<li>OT → 适合富文本或实时协同场景,复杂度中等;</li> <li>事件溯源 → 适合需要全历史审计、可回放的场景。</li> </ol> </li> </ul> <hr> -<p>[^1]: Decipad 博客 “Collaborative and Offline Editing Using CRDTs”<br> <a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.decipad.com/blog/decipads-innovative-method-collaborative-and-offline-editing-using-crdts">https://www.decipad.com/blog/decipads-innovative-method-collaborative-and-offline-editing-using-crdts</a></p> -<p>[^2]: Hacker News 讨论(CRDT 相关线程)<br> <a target="_blank" rel="noopener" href="https://news.ycombinator.com/item?id=38289327">https://news.ycombinator.com/item?id=38289327</a></p> +<hr class="footnotes-sep"> +<section class="footnotes"> +<ol class="footnotes-list"> +<li id="fn1" class="footnote-item"><p>Decipad 博客 “Collaborative and Offline Editing Using CRDTs”<br> +<a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.decipad.com/blog/decipads-innovative-method-collaborative-and-offline-editing-using-crdts">https://www.decipad.com/blog/decipads-innovative-method-collaborative-and-offline-editing-using-crdts</a> <a href="#fnref1" class="footnote-backref">↩︎</a></p> +</li> +</ol> +</section> </div> |
