原文鏈接：http://codemacro.com/2012/04/23/game-server-info-1/
我們的邏輯服務(wù)器(Game Server，以下簡(jiǎn)稱GS)主要邏輯大概是從去年夏天開始寫的。因?yàn)楹芏嗷A(chǔ)模塊，包括整體結(jié)構(gòu)沿用了上個(gè)項(xiàng)目的代碼，所以算不上從頭開始做。轉(zhuǎn)眼又快一年，我覺得回頭總結(jié)下對(duì)于經(jīng)驗(yàn)的積累太有必要。
整體架構(gòu)
GS的架構(gòu)很大程度取決于游戲的功能需求，當(dāng)然更受限于上個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)架構(gòu)。基礎(chǔ)架構(gòu)包括場(chǎng)景、對(duì)象的關(guān)系管理，消息廣播等。
需求
這一回，程序員其實(shí)已經(jīng)不需要太過關(guān)心需求。因?yàn)槲覀儧Q定大量使用腳本。到目前為止整個(gè)項(xiàng)目主要還是集中在技能開發(fā)上。而這個(gè)使用腳本的度，就是技能全部由策劃使用腳本制作，程序員不會(huì)去編寫某個(gè)具體技能，也不會(huì)提供某種配置方式去讓策劃通過配置來開發(fā)技能。這真是一個(gè)好消息，不管對(duì)于程序員而言，還是對(duì)于策劃而言。但后來，我覺得對(duì)于這一點(diǎn)還是帶來了很多問題。
實(shí)現(xiàn)
基于以上需求，程序員所做的就是開發(fā)框架，制定功能實(shí)現(xiàn)方案。腳本為了與整個(gè)游戲框架交互，我們制定了“觸發(fā)器“這個(gè)概念，大概就是一種事件系統(tǒng)。
這個(gè)觸發(fā)器系統(tǒng)，簡(jiǎn)單來說，就是提供一種“關(guān)心“、”通知“的交互方式，也就是一般意義上的事件機(jī)制。例如，腳本中告訴程序它關(guān)心某個(gè)對(duì)象的移動(dòng)，那么當(dāng)程序中該對(duì)象產(chǎn)生移動(dòng)時(shí)，就通知腳本。腳本中可以關(guān)心很多東西，包括對(duì)象屬性，其關(guān)心的方式包括屬性值改變、變大、變小，各種變化形式；對(duì)象開始移動(dòng)，移動(dòng)停止；對(duì)象碰撞，這個(gè)會(huì)單獨(dú)談?wù)?；定時(shí)器等。
除了觸發(fā)器系統(tǒng)外，還有個(gè)較大的系統(tǒng)是游戲?qū)ο蟮膶傩韵到y(tǒng)。對(duì)象的屬性必然是游戲邏輯中策劃最關(guān)心最容易改動(dòng)的模塊。既然我們程序的大方向是盡可能地不關(guān)心策劃需求，所以對(duì)象屬性在設(shè)計(jì)上就不可能去編寫某個(gè)具體屬性，更不會(huì)編寫這個(gè)屬性相關(guān)的邏輯功能。簡(jiǎn)單來說，程序?yàn)槊總€(gè)對(duì)象維護(hù)一個(gè)key-value表，也就是屬性名、屬性值表。該表的內(nèi)容由腳本填入，腳本享有存取權(quán)限。然后腳本中就可以圍繞某個(gè)屬性來編寫功能，而程序僅起存儲(chǔ)作用。
第三，怪物AI模塊。AI模塊的設(shè)計(jì)在開發(fā)周期上靠后。同樣，程序不會(huì)去編寫某類AI的實(shí)現(xiàn)。程序提供了另一種簡(jiǎn)單的事件系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)其實(shí)就是一個(gè)調(diào)用腳本的方案。當(dāng)關(guān)于某個(gè)怪物發(fā)生了某個(gè)事件時(shí)，程序調(diào)用腳本，傳入事件類型和事件參數(shù)。這個(gè)事件分為兩類：程序類和腳本類。腳本類程序不需關(guān)心，僅提供事件觸發(fā)API。程序類事件非常有限：怪物創(chuàng)建、出生、刪除。
除了以上三塊之外，還有很多零散的腳本交互。例如游戲?qū)ο髮傩猿跏蓟巧M(jìn)入游戲，角色進(jìn)入場(chǎng)景等。這些都無關(guān)痛癢。
接下來談一些關(guān)鍵模塊的實(shí)現(xiàn)。
定時(shí)器
整個(gè)GS的很多邏輯模塊都基于這個(gè)定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)定時(shí)器接收邏輯模塊的注冊(cè)，在主循環(huán)中傳入系統(tǒng)時(shí)間，定時(shí)器模塊檢查哪些定時(shí)器實(shí)例超時(shí)，然后觸發(fā)調(diào)用之。這個(gè)主循環(huán)以每幀5ms的速率運(yùn)行，也即幀率1000/5。
這個(gè)定時(shí)器是基于操作系統(tǒng)的時(shí)間。隨著幀率的不同，它在觸發(fā)邏輯功能時(shí)，就必然不精確。游戲客戶端（包括單機(jī)游戲）在幀率這塊的實(shí)現(xiàn)上，一般邏輯功能的計(jì)算都會(huì)考慮到一個(gè)dt（也就是一幀的時(shí)間差），例如移動(dòng)更新，一般都是x = last_x + speed * dt。但，我們這里并沒有這樣做。我們的幾乎所有邏輯功能，都沒有考慮這個(gè)時(shí)間差。
例如，我們的移動(dòng)模塊注冊(cè)了一個(gè)固定時(shí)間值的定時(shí)器，假設(shè)是200ms。理想情況下，定時(shí)器模塊每200ms回調(diào)移動(dòng)模塊更新坐標(biāo)。但現(xiàn)實(shí)情況肯定是大于200ms的更新頻率，悲劇的是，移動(dòng)模塊每次更新坐標(biāo)都更新一個(gè)固定偏移。這顯然是不夠精確的。
更悲劇的是，定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)中，還可能出現(xiàn)跳過一些更新幀。例如，理論情況下，定時(shí)器會(huì)在系統(tǒng)時(shí)間點(diǎn)t1/t2/t3/t4分別回調(diào)某個(gè)邏輯模塊。某一幀里，定時(shí)器大概在t1回調(diào)了某邏輯模塊，而當(dāng)該幀耗時(shí)嚴(yán)重時(shí)，下一幀定時(shí)器模塊在計(jì)算時(shí)，其時(shí)間值為t，而t大于t4，此時(shí)定時(shí)器模塊跳過t2/t3。相當(dāng)于該邏輯模塊少了2次更新。這對(duì)于移動(dòng)模塊而言，相當(dāng)于某個(gè)對(duì)象本來在1秒的時(shí)間里該走5格，但實(shí)際情況卻走了1格。
當(dāng)然，當(dāng)游戲幀率無法保證時(shí)，邏輯模塊運(yùn)行不理想也是情有可原的。但，不理想并不包含BUG。而我覺得，這里面是可能出現(xiàn)BUG的。如何改善這塊，目前為止我也沒什么方案。
移動(dòng)
有很多更上層的模塊依賴移動(dòng)。我們的移動(dòng)采用了一種分別模擬的實(shí)現(xiàn)。客戶端將復(fù)雜的移動(dòng)路徑拆分為一條一條的線段，然后每個(gè)線段請(qǐng)求服務(wù)器移動(dòng)。然后服務(wù)器上使用定時(shí)器來模擬在該線段上的移動(dòng)。因?yàn)榉?wù)器上的阻擋是二維格子，這樣服務(wù)器的模擬也很簡(jiǎn)單。當(dāng)然，這個(gè)模塊在具體實(shí)現(xiàn)上復(fù)雜很多，這里不細(xì)談。
碰撞檢測(cè)
我們的技能要求有碰撞檢測(cè)，這主要包括對(duì)象與對(duì)象之間的碰撞。在最早的實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)腳本關(guān)心某個(gè)對(duì)象的碰撞情況時(shí)，程序就為該對(duì)象注冊(cè)定時(shí)器，然后周期觸發(fā)檢測(cè)與周圍對(duì)象的距離關(guān)系，這個(gè)周期低于100ms。這個(gè)實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，維護(hù)起來也就很簡(jiǎn)單。但它是有問題的。因?yàn)樗诹艘粋€(gè)不精確的定時(shí)器，和一個(gè)不精確的移動(dòng)模塊。
首先，這個(gè)檢測(cè)是基于對(duì)象的當(dāng)前坐標(biāo)。前面分析過在幀率掉到移動(dòng)更新幀都掉幀的情況下，服務(wù)器的對(duì)象坐標(biāo)和理論情況差距會(huì)很大，而客戶端基本上是接近正確情況的，這個(gè)時(shí)候做的距離檢測(cè)，就不可能正確。另一方面，就算移動(dòng)精確了，這個(gè)碰撞檢測(cè)還是會(huì)帶來BUG。例如現(xiàn)在檢測(cè)到了碰撞，觸發(fā)了腳本，腳本中注冊(cè)了關(guān)心離開的事件。但不幸的是，在這個(gè)定時(shí)器開始檢測(cè)前，這兩個(gè)對(duì)象已經(jīng)經(jīng)歷了碰撞、離開、再碰撞的過程，而定時(shí)器開始檢測(cè)的時(shí)候，因?yàn)樗诹水?dāng)前的對(duì)象坐標(biāo)，它依然看到的是兩個(gè)對(duì)象處于碰撞狀態(tài)。
最開始，我們直覺這樣的實(shí)現(xiàn)是費(fèi)時(shí)的，是不精確的。然后有了第二種實(shí)現(xiàn)。這個(gè)實(shí)現(xiàn)基于了移動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閷?duì)象的移動(dòng)是基于直線的（服務(wù)器上）。我們就在對(duì)象開始移動(dòng)時(shí)，根據(jù)移動(dòng)方向、速度預(yù)測(cè)兩個(gè)對(duì)象會(huì)在未來的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生碰撞。當(dāng)然，對(duì)于頻繁的小距離移動(dòng)而言，這個(gè)預(yù)測(cè)從直覺上來說也是費(fèi)時(shí)的。然后實(shí)現(xiàn)代碼寫了出來，一看，挺復(fù)雜，維護(hù)難度不小。如果效果好這個(gè)維護(hù)成本也就算了，但是，它依然是不精確的。因?yàn)?，它也依賴了這個(gè)定時(shí)器。
例如，在某個(gè)對(duì)象開始移動(dòng)時(shí)，我們預(yù)測(cè)到在200ms會(huì)與對(duì)象B發(fā)生碰撞。然后注冊(cè)了一個(gè)200ms的定時(shí)器。但定時(shí)器不會(huì)精確地在未來200ms觸發(fā)，隨著幀率的下降，400ms觸發(fā)都有可能。即便不考慮幀率下降的情況，它還是有問題。前面說過，我們游戲幀保證每幀至少5ms，本來這是一個(gè)限幀手段，目的當(dāng)然是避免busy-loop。這導(dǎo)致定時(shí)器最多出現(xiàn)5ms的延遲。如果策劃使用這個(gè)碰撞檢測(cè)去做飛行道具的實(shí)現(xiàn)，例如一個(gè)快速飛出去的火球，當(dāng)這個(gè)飛行速度很快的時(shí)候，這5ms相對(duì)于這個(gè)預(yù)測(cè)碰撞時(shí)間就不再是個(gè)小數(shù)目。真悲劇。
技能
雖然具體的技能不是程序?qū)懙?，但正如把幾乎所有具體邏輯交給策劃寫帶來的悲劇一樣：這事不是你干的，但你得負(fù)責(zé)它的性能。所以有必要談?wù)劶寄艿膶?shí)現(xiàn)。
技能的實(shí)現(xiàn)里，只有一個(gè)技能使用入口，程序只需要在客戶端發(fā)出使用技能的消息時(shí)，調(diào)用這個(gè)入口腳本函數(shù)。然后腳本中會(huì)通過注冊(cè)一些觸發(fā)器來驅(qū)動(dòng)整個(gè)技能運(yùn)作。程序員一直希望策劃能把技能用一個(gè)統(tǒng)一的、具體的框架統(tǒng)一起來，所謂的變動(dòng)都是基于這個(gè)框架來變的。但策劃也一直堅(jiān)持，他們心目中的技能是無法統(tǒng)一的。
我們的技能確實(shí)很復(fù)雜。一個(gè)技能的整個(gè)過程中，服務(wù)器可能會(huì)和客戶端發(fā)生多次消息交互。在最初的實(shí)現(xiàn)中，服務(wù)器甚至?xí)刂瓶蛻舳说募寄芴匦А⑨尫艅?dòng)作等各種細(xì)節(jié)；甚至于服務(wù)器會(huì)在這個(gè)過程中依賴客戶端的若干次輸入。
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