探索路线

一个前进的计划

欢迎！我们即将开启一段探索之旅，这将是一次令人兴奋的体验。我们将做许多人都说最热爱的事情：尝试新的编程语言，实验新的技术，并拓展对编写网页软件的理解。每次探索之前，拥有一张地图、明确的目标以及清晰的行动路线都至关重要。这正是本章的核心内容。

早期的客户端-服务器系统大多是带有状态的。服务器会将运行时的状态保存在内存中，通过持久连接与客户端来回传递消息。想象一个银行系统，由一台中央主机和每位柜员专用的终端组成。这种架构之所以可行，是因为客户端数量较少。客户端越少，维持并发连接所需的系统资源就越有限。

关于网页界面的一些背景

蒂姆·伯纳斯-李发明了一种全新的客户端-服务器系统，名为万维网（World Wide Web）。
万维网是一个极其成功的软件平台，几乎遍布地球上的每一个角落，可在几乎任何设备上使用。随着万维网的发展和普及，HTTP 协议也随之壮大。HTTP 是一种无状态协议，因此我们通常也将网络应用视为无状态的。但这其实是一种错觉。应用程序要完成任何有意义的任务，就必须保持状态。然而，我们不再将状态存储在服务器内存中，而是将其转移到数据库中，等待下一次请求的到来。

将状态移至数据库带来了实实在在的优势。基于 HTTP 的应用只需在发送响应前短暂地与客户端保持连接，因此能以更少的资源处理相同数量的请求。大多数编程语言都无法提供足够的并发能力，来维持现代网页应用所需的大量持久连接。

无状态的用户界面

“无状态”让我们实现了可扩展性。

但无状态也付出了代价。它引入了显著的延迟，因为应用必须多次访问数据库才能获取数据并生成响应。这使得数据库成为性能瓶颈，也让我们习惯于根据数据库模型来设计数据结构，而非从应用代码的角度出发。

Elixir 提供了充足的并发能力，足以支撑有状态的服务器。Phoenix Channels 正是实现这一目标的通道。一个单一的 Phoenix 应用可以同时维持数十万甚至上百万个客户端的持久 Channel 连接。这些客户端可以通过服务器协调，彼此广播消息。

在处理这些消息时，应用依然保持快速响应。Elixir 和 Phoenix 为现代网页流量提供了真正可行的替代方案——一种能够高效处理高并发的有状态服务器架构。

使用 Elixir 构建有状态的应用

现在，我们将借助 Elixir 编写的有状态应用，以及一个持久的 Phoenix Channel，探索这一全新可能性。这个 Channel 可以随时连接到任意前端应用。

我们将通过构建一款名为“岛屿”的游戏来实现这一目标。这款游戏或许不会成为你最爱的游戏平台上的热门下载，但它玩起来一定很有趣。更重要的是，通过开发它，我们将学到很多东西。游戏开发者始终推动着网页技术的极限，他们必须以创新的方式解决性能问题。我们也将重新思考自己的开发思路。所学的知识将帮助我们以更高效的方式解决日常业务中的各种挑战。

我们将分阶段完成“岛屿”游戏的开发。首先，用 Elixir 构建一个有状态的游戏引擎；然后，叠加使用 Phoenix 实现网页界面。我们不会完整构建一个前端应用，因为所有需要掌握的内容都将涵盖在内。

我们会提供一个演示用的前端应用代码。这样，你就可以在本地机器上直接运行并体验这个游戏。

我们将以一种你可能不熟悉的方式来构建“岛屿”游戏。那么，让我们先了解一下接下来要走的路。