網絡在線游戲開發心得（服務器端、Java）

一、網絡

　　 網絡游戲，首先面臨的問題當然是如何進行網絡通信。首先考慮的是HTTP協議，因為所有的J2ME手機都支持這個，我們當然想盡可能的兼容用戶。而且HTTP協議封裝程度已經非常高了，不用去考慮線程、同步、狀態管理、連接池，不過HTTP協議有兩個不爽的地方：

　　 ◇ 協議無狀態，這個問題已經困擾過很多人很多次了。我曾考慮過的解決辦法是改造HTTP協議，在數據傳輸完成之後不關閉socket，但是這樣做工作量非常大，在項目周期中，基本上就是Mission impossible，不予考慮。那麼客戶也就只能通過輪詢的方式向服務器請求數據。

　　 ◇ 網絡流量過大。就這個項目來說，網絡間傳遞的只是指令，但是每次傳遞都要加上一堆毫無用處的HTTP Head，再加上客戶端需要做輪詢，這個流量對於手機來說簡直恐怖，經簡單測試，按照0.03元/K的GPRS網絡費用計算，一局牌居然要消耗1元多的費用（每秒輪詢），實在不可接受。也許我們可以采用流量費包月的資費方式，不過這個話題與技術無關。

　　 以上問題導致我們選擇了Socket，這意味著我們將沒有一個web環境，很多東西都要靠自己去實現：線程管理、客戶狀態監控、對象池、控制台……….

　　 網絡部分打算采用Java NIO來實現，這是一種新的網絡監聽方式，基於事件的異步通信，可以提高性能。每個客戶端連接之後，會有一個獨立的SocketChannel與它通信，這個SocketChannel會在用戶的整個生存周期中存在。用戶如果斷開連接，服務器會得到-1，並且會拋出Connection reset異常，通過捕獲這兩個特征，可以在用戶意外斷開連接後清理相關的資源。由於NIO是異步通信的，所以沒有復雜的線程管理。

二、通信協議

　　 這個項目並沒有復雜的通信指令，命令數量很有限，但是還是有個關鍵問題需要關注：流量。為了盡量減小流量，我們使用字節代替字符串來保存系統指令，這樣可以使流量減少一半，比如使用一個字節來保存一張撲克牌，字節高位表示花色，字節低位表示數字，如果0代表黑桃，那麼黑桃三就應該是0x03，這個需要靠位操作來實現：

int m=0;
int n=3;
byte card=(byte)(m)<<4)|((byte)n; //m左移四位，然後與n左或操作

　　 游戲中需要傳遞用戶的積分，這是一個大整數，使用四個字節來保存比較保險，將整數轉換為四個字節的操作如下：

public static byte[] translateLong(long mark)
{
byte[] b = new byte[4];
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
b[i] = (byte) (mark >>> (24 - i * 8));
}
return b;
}

　　 將四個字節轉回來的操作如下：

public static long translateByte(byte[] b)
{
int mask = 0xff;
int temp = 0;
int res = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
res <<= 8;
temp = b[i] & mask;
res |= temp;
}
return res;
}

三、數據庫連接池

　　 由於沒有一個web環境，所以我們需要自己實現一個數據庫連接池，apache有一個項目叫做commons DBCP，這是一個基於apache自己的對象池（apache commons pool）實現的數據庫連接池，我們可以直接拿來使用，apache的軟件未必是最好的，但是極大可能比我們自己寫的要好。

Commons DBCP需要三個.jar：

commons-collections-3.1.jar、commons-dbcp-1.2.1.jar、commons-pool-1.2.jar

這三個文件都可以在apache – Jakarta – commons項目下下載，加入到工程中即可。

構造一個數據庫連接池的代碼如下：

import Java.sql.*;
import com.gwnet.games.antiLord.util.*;
import org.apache.commons.dbcp.ConnectionFactory;
import org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource;
import org.apache.commons.dbcp.DataSourceConnectionFactory;

private static BasicDataSource bds=new BasicDataSource();
private static ConnectionFactory fac=null;

//初始化連接池
bds.setDriverClassName(“org.postgresql.Driver”); //數據庫驅動程序
bds.setUrl(“jdbc:postgresql://localhost:5432/myDB”); //數據庫url
bds.setUsername(“postgres”); //dba帳號
bds.setPassWord(“XXXXXXXX”); //密碼
bds.setInitialSize(100); //初始化連接數量
bds.setMaxIdle(10); //最大idle數
bds.setMaxWait(1000*60); //超時回收時間

fac=new DataSourceConnectionFactory(bds); //得到連接工廠
Connection conn=fac.createConnection(); //從池中獲得連接
conn.close(); //釋放連接，回到池中

//銷毀連接池
bds.close();
bds=null;
fac=null;

請自行處理操作中的各種異常。

四、撲克牌的生成

　　 游戲中需要為用戶生成隨機的撲克牌，首先我們需要初始化一副牌，放到一個Hashmap中，每張牌以一個字節表示，高為代表花色，的為代表數字，生成整副牌：

private static HashMap cards = new HashMap();

int tmp=0;
for (int i = 0; i <4; i++) {
for (int m = 0; m < 13; m++) {
tmp=((byte)(i)<<4)|((byte)m); //使用位操作構造一張牌
cards.put(new Integer(i * 13 + m),new Byte((byte)tmp));
}
}

cards.put(new Integer(53), new Byte((byte)0x4d)); //大王
cards.put(new Integer(54), new Byte((byte)0x4e)); //小王

　　 如何隨機地得到其中的N張牌呢？我們的做法是生成一個0-55的隨機數，用這個隨機數作主鍵從Hashmap中獲得對象，取得之後，把該對象從隊列中刪除，以免重復取得。由於Java中的隨機數是根據時間生成的，所以有可能導致用戶得到的牌不夠散，每個用戶都摸到一條龍豈不是笑話？所以在生成隨機數的時候我們加入了一個大素數來作運算：

long cardId=new Long((Math.round(Math.random() * 87) % 55)).intvalue();

通過修改這個大素數，可以控制某個用戶的牌比較好。

五、線程

　　 實際上本系統並沒有復雜的線程管理，但是我想提供一個控制台讓管理員可以管理游戲主線程，可以讓它停止、中段、恢復、重啟動，本來的設計是管理員通過與線程A打交道，通過A去管理主線程B，但是熟悉java線程的朋友都知道，線程互相管理基本上就是不實際的，舉個最簡單的例子，A如何銷毀B？也許你會說調用B的destroy()方法就好了，網上很多講解java線程的資料也確實是這麼說的，但是他們都是鬼扯的，自己去看看Java源代碼吧，Thread.destroy()方法的實際代碼如下：

public void destroy()
{
throw new NoSuchMethodError();
}

　　 事實真相是，Thread.destroy()方法自始至終就沒有被實現過。所有寫文章，教別人用這個方法銷毀線程的人，都去撞牆吧，丟人丟大了。

　　 最好的辦法是A負責生成一個B並且啟動它，然後B自己管理生存周期，A和B通過使用可共享的方法來通信，這是sun推薦的做法。

六、異步消息

　　 用戶玩牌的過程中，有很多東西需要記錄下來，比如記錄用戶的積分、等級變化，記錄玩牌日志供數據統計等，當用戶數量很多的時候，在數據庫中記錄這些信息會很耗費資源，用戶玩了一局之後會可能會等待很長時間。解決這個問題的方法是利用J2EE的消息bean來提供異步通信的機制，需要記錄數據的時候，系統會封裝一個值對象，發送給J2EE容器，這個操作是很快的，完成之後就返回，用戶可以繼續操作，不用關心消息何時被處理。

　　 J2EE的消息框架具備如下特征：

◇ 消息一定會被閱讀，而且只閱讀一次。JMS框架有自己的算法，把消息緩沖到硬盤，就算J2EE服務器死掉，消息也不會丟失。

◇ 系統采用點對點的Queue消息隊列，可以保證同等優先級的消息先進先出。

　　 在Jboss 4.0中，部署消息Bean和Queue隊列，都比weblogic 8.1來的容易，只需要在jboss.XML中聲明消息目的地，如果jboss發現該目的地不存在的話，會自動建立一個，實在很簡單。

七、啟動與退出

　　 為了讓系統具備讓人滿意的性能，應該盡量多的重用對象，減少創建新對象。比如上面提到的消息發送，我們的操作是提供一個靜態類，在系統啟動的時候就初始化，保持與JMS服務器的連接，系統發送消息的時候，不用再去查詢JNDI和生成QueueConnectionFactory，這樣可以提高系統響應速度。

　　 在數據庫連接池的問題上，我們也采用同樣的操作，啟動的時候初始化N個連接。但是如果在關閉進程的時候不做任何操作，會導致JMS拋出socket異常，雖然沒什麼大的影響，但總顯得不專業，而且池中的連接不被釋放的話，也可能導致問題。最好能夠讓系統像jboss等控制台程序一樣，ctrl+c之後能夠執行操作，釋放資源再退出。我們可以通過給進程/線程加上一個Hook來實現，Windows程序員應該對這個非常熟悉。

Hook應該是一個線程方法，如下：

public class Hook extends Thread
{
public void run()
{
//釋放數據庫連接，銷毀連接池
//關閉與JMS的連接
}
}

在主線程中加入：

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Hook()) ;