从零到一撸一个在线斗地主下篇

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原文：从零到一，撸一个在线斗地主 (下篇) | AlloyTeam
作者：TAT.vorshen

上篇回顾：我们说了斗地主游戏的 渲染展示部分 ，最后也讲了下 canvas 中交互的情况，下篇的重点就是 游戏逻辑。

逻辑主要分成两块：流程逻辑和扑克牌对比逻辑。

github 地址：https://github.com/vorshen/landlord

流程逻辑

分析

这里流程上的逻辑分为两部分，一个是场景切换，还有一个就是房间页中游戏进行的流程

先简单说下场景切换，我们这个斗地主游戏有如下三种场景切换

  1. 首页 -> 大厅页
  2. 大厅页 -> 房间页
  3. 房间页 -> 大厅页

我们这里偷了懒，首页和大厅页没有用 canvas，直接上了 dom，写起来也很奔放，没有用框架。如果游戏想正式一点，千万不要这样。看起来首页和大厅页逻辑很简单，那是因为我们漏掉了很多点（时间真的不够。。）。

用一张图表现一下，我们漏掉的点：

在我们如此简化的背景下，如果说还有什么需要注意的，可能就两点

1、是否提前加载模块

比如当我们进入首页的时候，要不要把大厅页和房间页都初始化完毕？

这里我没有选择初始化，一定是真正使用到才会初始化。理由主要就是后面用到再初始化的开销并不大，可以接受。

如果当遇到，某一个场景很复杂，切换需要较大的开销，可以考虑提前进行一些初始化的工作。

2、销毁是真销毁还是隐藏

大厅页和房间页存在来回切换的情况，当发生大厅切换到房间的时候，可以选择将大厅页隐藏，也可以选择将大厅页销毁，后面用到再初始化。

这里我们选择只是将页面隐藏，也就是说当房间页第一次展示的时候，需要进行初始化（较大开销），以后再展示，就是很少的性能开销了。
大概代码如下：

/**
 * 房间展示，主要是生成 stage
 * @param info 
 */
private _show(info: i_RoomShowOptions) {
    this._roomId = info.roomId;

    if (this._inited) {
        // 初始化过了，stage 肯定初始化过了，直接展示
        this._stage.show();} else {
        // 第一次展示，初始化 stage
        this._initStage();

        this._inited = true;
    }

    ……
}

具体代码在 Hall.ts 和 Room.ts 中

因为我们页面简单而且小，常驻的话对性能影响不大，如果打算常驻的页面展示率低或者隐藏运行也很占用资源，那还是推荐把真的干掉。

房间中流程

消息驱动

首先我们认为在房间中，流程的变化都是事件驱动，具体可以看下图：

注意：右侧如果有箭头，意味着可能该阶段自己切换到该阶段（只是该阶段主角玩家发生变化）

在每个阶段，前端只能有对应的操作。那么每个阶段的切换，事件的发起者是谁呢？写代码的时候，我发现可以有两种模式进行阶段切换。

1、前端控制

以「叫地主阶段」->「抢地主阶段」为例，首先前端肯定知道游戏的轮转顺序（必须知道，因为布局就得考虑），轮转顺序是逆时针的。

当服务器下发一条「xx 叫地主的消息」后，前端可以知道

  1. 接下来要进行抢地主阶段了
  2. xx 的下一个是 yy

那么前端可以主动将状态转为「yy 进行抢地主状态」。

这个没有问题，逻辑上也讲得通，而且乐观 UI 的思想，能让用户最快的感知到变化，理论上体验最佳。甚至！可以节省与后台的传输，因为后台只需要下发「xx 叫地主」，都不需要下发「yy 进入到抢地主状态」了。

不过情况不是这么简单……写代码过程中发现了些问题。

「叫地主阶段」->「抢地主阶段」没问题，走的通；「抢地主状态」->「抢地主状态」也没问题，走得通；「抢地主阶段」->「出牌阶段」怎么办？

我们可以在前端将每个玩家叫地主、抢地主的结果记录下来，然后保证和后端一样的逻辑，也可以得到这局游戏的地主是谁。但是地主获得的三张牌呢？这是一定要得从服务器获得的，出现了冲突，或者说前端无法完整实现的地方。

更明显的还有「准备阶段」->「叫地主阶段」，前端完全不知道谁是叫地主的，因为这个可能不按轮转顺序来。

到这里，是不是我们也可以前端 + 后台配合的方式？尝试了一下，并不好，这种组合的形式让代码变得难写，我不推荐这种方式。

不过也不敢保证，也许是我写法上的问题，如果对这里有建议和想法，可以一起讨论。

2、后台控制

所以我最后采用了后端精准控制的方式，一切都是以后台下发为准。

我选择「叫地主」之后，理论上可以将前端状态转到「下个人抢地主」，但是并没有，我一定得等到后台状态变化的消息才进行转换。

注意：但是按钮，还是得提前反馈啊，否则网络延迟会让用户抓狂的。

所以房间逻辑这里，整个流程，是靠后台消息进行驱动的。代码大概：

private _addMessageListener() {
    // 对手进入
    this._app.network.addEventListener('Room.PlayerEnterRoom', this._playerEnterRoom);

    // 对手离开
    this._app.network.addEventListener('Room.PlayerLeaveRoom', this._playerLeaveRoom);

    // 监听玩家准备
    this._app.network.addEventListener('Room.PlayerReady', this._playerReady);

    // 进入叫地主阶段
    this._app.network.addEventListener('Room.EnterAskLandlord', this._enterAskLandlord);

    // 对手叫地主
    this._app.network.addEventListener('Room.PlayerAskLandlord', this._playerAskLandlord);

    // 进入抢地主阶段
    this._app.network.addEventListener('Room.EnterGrabLandlord', this._enterGrabLandlord);

    // 对手抢地主
    this._app.network.addEventListener('Room.PlayerGrabLandlord', this._playerGrabLandlord);

    // 游戏开始
    this._app.network.addEventListener('Room.GameStart', this._gameStart);

    // 出牌
    this._app.network.addEventListener('Room.PlayerShotPukes', this._playerPukes);

    // 继续出牌
    this._app.network.addEventListener('Room.LoopPukes', this._loopPukes);

    // 游戏结束
    this._app.network.addEventListener('Room.GameOver', this._gameOver);
}

具体代码在 Room.ts 中

客户端同步

稍微延伸一下，刚刚说的那种情况，很类似游戏中，客户端同步的两种方式：帧同步和状态同步

帧同步(行为同步)

帧同步的核心就是 不同的客户端 + 相同的输入（行为）= 相同的输出（状态）

如果能一直保证这个公式成立，那么服务器只需要推下发行为，无需下发状态，行为的开销肯定远远小于状态，优势在于性能。这一般用于实时性要求高的游戏中，比如格斗类、fps 类游戏。

状态同步

状态同步就好理解了，客户端以服务器下发的状态为准，客户端就像一个播放器一样。这种优势在于服务器掌握绝对控制权，一般用于实时性要求不高的游戏中。

与服务器对接

游戏和传统 web 开发在网络上的差距也是很大的，传统 web 开发，资源加载完毕后，也就是 cgi 拉取一些数据或者上传一些数据会与后台对接，总而言之就是前端与后台的交流并不密切。

但是游戏不一样，游戏是需要频繁交换数据的，而且必须要有后台主动推送的能力。斗地主这款游戏算是上行很少的游戏了，理论上其实 cgi+ 长轮询也能满足我们的需求，但是现在 websocket 这么好用，不可能不用啊。

websocket

websocket 这里我们也是裸写的，没用开源的库，也没写重连啥的逻辑，如果在线游戏想正规一点，一定要考虑重连啊。

如果还不了解 websocket 的同学，可以找介绍看下，很简单。

但是 websocket 也有尴尬的地方，主要有两点：

  1. 下行消息一个通道，没有回调的概念
  2. 无法携带 session

先说 1，我们用 websocket 进行 send 调用，调用就调用了，没有回调函数的概念的。后台如果想针对我们的请求进行回报，也得走统一的下发消息，对于前端来说，就是触发了 onmessage。

这样肯定是不行的，既然底层不支持，我们就得进行一次封装，其实核心就是版本号控制一下。

原理如下图：

我们发送消息的时候，如果有回调函数，就会记录一下（自增 id 标示），然后这个自增 id 会发送给后台。

后台下发消息的时候，有两种，一种是带着回调 id，如果发现是这种消息，就拿着 id 去回调函数池子里面找到对应的函数执行。如果没有回调 id，意味着是单纯的推送，对应执行。

大概代码如下，具体代码在 Network.ts 中

class Network extends EventDispatcher {
    // 收到服务器下发消息
    private _processMessage(msg: any) {
        // response 消息
        if (msg.id) {let cb = this._callbacks[msg.id];

            delete this._callbacks[msg.id];
            if (typeof cb !== 'function') {console.error('callback is not a function for request:', msg.id);
                return;
            }

            cb(msg.body);

            return;
        }

        // 服务器推送消息
        let route = msg.route;

        if (!route) {console.error('no route in message');
            return;
        }

        this.dispatchEvent(route, msg.data);
    }

    // 想服务器推送消息
    notify(msg: any, callback?: Function) {if (!this._ws) {return;}

        if (typeof callback === 'function') {
            msg.id = ++this._callbackIndex;

            this._callbacks[msg.id] = callback;
        }

        this._ws.send(JSON.stringify(msg));
    }

至于无法携带 session，这个就没办法了，只能相当于每次手动将 uid 带上去，服务器会根据 uid 拿到用户信息。

扑克牌对比逻辑

到了斗地主最核心逻辑部分了，那就是扑克牌大小的对比，也是我们使用 webassembly 的地方。

webassembly

对不了解 webassembly 的同学先简单介绍一下 webassembly，可以理解为：将其他的语言（比如 C ++，go，java 等）写的代码，跑在浏览器上。其他基础知识就不在这里提了哈，可以自行查阅。

外界看好 wasm 的优势在于快！虽然 js 有 v8，但是相比较那些静态语言老流氓们，还是有些差距的。目前 wasm 应用场景最多的应该在于音视频的解析、字符串操作、大量数学计算等一些高 cpu 操作上。

我觉得 wasm 不仅仅有速度上的优势，还有 代码复用 这个被忽视的特性。在游戏上，这个特性帮助会很大。

以我们这个斗地主为例，核心部分是扑克牌对比逻辑。这个逻辑，前端要用把，判断是否可以出牌的时候，如图

但是后端不能无脑信任前端的牌吧，后台也必须得校验一次。一份逻辑，写一次总比写两次好吧，况且还是一个比较复杂的逻辑。wasm 的出现解决了这种场景的痛点，主要也是游戏开发中，这种情况也比较多，很常见的就是碰撞检测。

具体一份代码是怎么用的，我们稍后再说，我们先把扑克牌对比的逻辑用 C ++ 写出来，否则其他都是白搭。

如何对比

因为比较简单，我没有去网上搜实现，自己写了一套，目前看来应该没啥问题，是不是最优思想不清楚。原理如下

我们先把扑克牌分类一下，如下图：

对应的枚举：

enum PukeType {
    ERROR,    // 无法匹配
    EMPTY,    // 空张
    SINGLE,    // 单张
    DOUBLE,    // 对子
    THREE,    // 三不带
    BOOM,    // 炸
    THREE_SINGLE,    // 三带一
    THREE_DOUBLE,    // 三带二
    DOUBLE_ROW,    // 连对
    THREE_ROW,    // 连三不带
    THREE_SINGLE_ROW,    // 三带一飞机
    THREE_DOUBLE_ROW,    // 三带二飞机
};

这里「炸弹」是比较特殊的，因为 它可以和其他类型进行大小比对，其他类型，必须相同类型进行对比，可以理解为对 2 也打不过一单张 3

因为类型多，看起来同类型对比复杂，其实并不是，因为同类型对比，核心比的是某一单张牌。

  • 3 带 1 /2，比的是 3 张中的牌谁大
  • 连对，无论连了几对，比的是最大的那对中的牌谁大
  • 炸弹，其实比单张
  • 其他的就不罗列了，其实都是这样

那么我们就可以这样

  1. 格式化传入的 pukes
  2. 得到 pukes 的类型 和 这个类型下，能代表最大的那张牌
  3. 除了炸弹，如果类型对不上，认为比不过
  4. 类型一样，比核心牌

代码如下，具体代码在 puke-compare.h 中

/**
 * 对比两组牌的大小
 */
bool PukeCompare(std::vector<Puke>& pukesA, std::vector<Puke>& pukesB) {
    // 先格式化两组牌
    Parse(pukesA);
    Parse(pukesB);
    
    // 分析牌的类型
    PukeCompareResult bResult = GetCore(pukesB);
    PukeCompareResult aResult = GetCore(pukesA);

    // 不合法，直接认为出牌小
    if (bResult.type == PukeType::ERROR) {return false;}

    // 如果本身牌为空，则也认为出牌小
    if (bResult.type == PukeType::EMPTY) {return false;}

    // 对比的牌为空，则认为出牌大
    if (aResult.type == PukeType::EMPTY) {return true;}
    // 一方是炸弹，另一方不是炸弹
    if (bResult.type == PukeType::BOOM && aResult.type != PukeType::BOOM) {return true;}

    if (bResult.type != PukeType::BOOM && aResult.type == PukeType::BOOM) {return false;}

    // 如果类型不一致，也认为小
    if (bResult.type != aResult.type) {return false;} else {
        // 类型一致，比核心牌
        return (pukesB[bResult.core]) > (pukesA[aResult.core]);
    }
}

格式化牌和分析牌类型这两块，也不复杂，稍微有些细节，感兴趣的话可以看，代码都在 puke-compare.h 中

js 调用 c ++ 函数

代码写完了，服务器端 ok 了，我们就得让前端能跑起来 C ++ 的代码。借助 emscripten，其实调用起来也挺方便的，这里没有时间和篇幅说具体怎么弄的，但可以说的抽象一些。

js 调用 C ++ 代码有两种方向

一种是直接调用 C ++ 函数

还有一种是在 js 环境下，new 出 C ++ 对象，这个不好画图，我就不画了哈

二者的区别主要也是写法上的区别，只调用函数的方式控制力较弱；new 对象的方式，控制能力强，但是如果设计的不好，容易玩坏，而且麻烦些。

注意要考虑垃圾回收，在 js 侧 new 出来的 C ++ 对象，v8 可不会帮你垃圾回收，得自己实现一个简单的引用计数的垃圾回收（代码在 my_glue_wrapper.cpp 中）。所以说，如果选择 new 对象的方式，一定要考虑周全。

我们这里相当于两者结合使用了，毕竟本来就是为了练手，涉及到 webidl 相关的知识（将 C ++ 对象，转换为 js 可以理解的对象）。具体代码在 assembly 下 puke.idl 和 my_glue_wrapper.cpp 中

webassembly 这里，本来打算多写点，但是发现不好下手，如果写的详细，内容会较多。感觉又能开一篇文章了，但最近实在是比较忙，能抽出空写这两篇已经到极限了……不过现在网上 webassembly 相关的文章资料已经很多了，感兴趣的同学可以带着一起看，应该就很有助于理解了。

思考

写这个游戏期间，因为不同于平时业务开发，只考虑自己前端的那部分，这次从产品到前端后台都是一个人，有一些非前端的感触。

  • 产品流程图很重要，能提前理清楚一些逻辑坑点，防止无脑撸代码然后返工。这里吃了不少亏
  • 设计大大们是真的牛皮
  • 联调过程保证后端稳定性，尽量少改代码了，后台重新编译、重启的成本高很多
  • 时间关系，没有弄单元测试，但能准备单元测试，还是要准备，很重要
  • 扑克对比，是否可以引用配置的方式，这样就可以很好的支持其他扑克模式的对比了

结尾

终于到结尾了，感谢阅读到这里的同学。这个游戏本来是一个无心之作，不过也起到了练手的作用。

两篇文章更侧重于思路和宏观的一些东西，加上可能一些小坑。斗地主算是一个简单的游戏，但是我低估了他完成基本闭环需要的时间，所以很多地方都在赶，如果发现有写的不好的、考虑的不好的地方，欢迎斧正～

大家一起交流沟通～

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正文完
webassembly
发表至： javascript
2019-07-30
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