Krypton — Minecraftのネットワークを最適化するFabric MOD

KryptonはMinecraftのネットワークスタック——パケットをシリアライズしてクライアントとサーバー間でやり取りするコード——を書き換えるMODだ。Nettyライブラリを使ったバニラ実装は無駄な処理をしている。データを小さな塊で送り、シリアライズにCPUを浪費しているのだ。KryptonはこれらのハンドラをVelocityプロキシとTuinityプロジェクト由来のバージョンに置き換える。どちらもすでに実運用の負荷でプロファイリング済みだ。効果が最も大きいのは、ネットワークとCPUのtickがボトルネックになる、プレイヤー数の多いサーバーである。

何を最適化するのか

このMODはアイテムやブロック、コマンドを追加しない——パケット転送のレベルで動作する。最適化の方向性は3つ。

• Velocity由来のNettyハンドラ——パケットの送受信コードを書き直し、可能な場合はJava実装の代わりにネイティブライブラリを利用する。

• flushの統合——パケットを1つずつソケットに送る代わりに、Kryptonは送信をまとめて行う。これによりCPU負荷が下がり、サーバーのtick時間が短縮される。

• シリアライズのマイクロ最適化——メモリ消費を抑え、パケットをバイトストリームに組み立てる処理を高速化する。

効果が最も顕著なのは、数十人規模のプレイヤーがいるサーバー側だ。シングルプレイでもネットワークスタックは使われている(内部サーバー)が、そちらでの効果ははるかに小さい。

互換性

このMODはFabric API、Lithium、Sodiumと併用することを想定して作られている。他のMODへの対応は「できる範囲で」というスタンスであり、作者はKryptonをwork-in-progressと位置づけ、任意のMOD構成との互換性を保証していない。コードはLinuxで最も調整が効いており、ネイティブなネットワークライブラリがより積極的に使われる。Windowsでも動作はするが、一部の低レベルな最適化は効果が薄い。

まとめ

Kryptonはサーバー最適化のうちネットワーク部分を担う——Lithium(ゲームロジック)やSodium(レンダリング)が触れない領域だ。この3つのMODは適用範囲が重ならないため、Fabricサーバーではまとめて導入されることが多い。最大の効果が出るのは、Linux上で数十人規模のプレイヤーがいる公開サーバーであり、シングルプレイや2〜4人程度の小規模サーバーでは差は誤差の範囲に収まる。制限は2つある。Fabric専用であること(Paperサーバーでの相当品はPaper自体に組み込まれた最適化)と、work-in-progressのステータスにより希少なMODとの互換性が保証されないことだ。

Q&A

Kryptonはサーバーで何をもたらすのか? ネットワークパケットの転送を最適化することで、CPU負荷とtick時間(MSPT)を下げる。プレイヤー数の多いサーバーで最も顕著。

KryptonをLithiumやSodiumと一緒に導入できるか? できる。Kryptonはネットワーク、Lithiumはゲームロジック、Sodiumはレンダリングを最適化する。それぞれの適用範囲は重ならない。

シングルプレイでKryptonは必要か? 効果はごくわずかだ。このMODは多人数によるサーバー負荷を前提に設計されている。

Kryptonに設定項目はあるか? ない。設定ファイルは存在せず、インストール後に最適化が自動的に有効になる。

Kryptonはどのローダーで動作するのか? Fabricのみ。Paperサーバーでは、同等のネットワーク最適化がすでにコア自体に組み込まれている。