【精简改造版】大型多人在线游戏BrowserQuest服务器Golang框架解析（2）——服务端架构

1.架构选型

B/S架构：支持PC、平板、手机等多个平台

2.技术选型

（1）客户端web技术：

• HTML5 Canvas：支持基于2D平铺的图形引擎

• Web workers：允许在不减慢主页UI的情况下初始化大型世界地图。

• localStorage：将您角色的进度将实时保存在其中

• CSS3 Media Queries：使游戏可以自行调整大小并适应许多设备

• HTML5 audio：你可以听到老鼠或骷髅死亡的声音

（2）后台

• NodeJS（或golang）

• DB：MongoDB（Metrics）

（3）通讯类型：websocket

（4）通讯协议：[type(int), ……]

3.服务架构类型

单体架构

4.数据结构

4.1 实体类型

4.2 地图定义

5.通讯协议

5.1 消息类型定义

客户端与服务器基于websocket连接进行数据收发，详细协议如下：

通讯类型	编号	消息类型	参数	含义	备注
服务端-->客户端	1	WELCOME	id,name,x,y,hp	欢迎信息
	4	MOVE	id,x,y	移动信息	双向消息
	5	LOOTMOVE	id,item	朝向ITEM移动捡取	双向消息
	7	ATTACK	attacker,target	攻击信息	双向消息
	2	SPAWN	id,kind,x,y	再生信息
	3	DESPAWN	id	取消再生
		SPAWN_BATCH		批量再生
	10	HEALTH	points,[isRegen]	健康信息
	11	CHAT	id,text	聊天信息	双向消息
	13	EQUIP	id,itemKind	装备信息
	14	DROP	mobId,id,kind,playersInvolved	掉落信息
	15	TELEPORT	id,x,y	传送信息
	16	DAMAGE	id,dmg	伤害信息
	17	POPULATION	worldPlayers,totalPlayers	人口数量信息
	19	LIST		列表信息
	22	DESTROY	id	销毁信息
	18	KILL	mobKind	杀死信息
	23	HP	maxHP	生命信息
	24	BLINK	id	闪烁
客户端-->服务端	0	HELLO	player.name,	招呼
	4	MOVE	x,y	移动	双向消息
	5	LOOTMOVE	x,y,item.id	移动捡取	双向消息
	6	AGGRO	mob.id
	7	ATTACK	mob.id	攻击	双向消息
	8	HIT	mob.id	开始攻击
	9	HURT	mob.id	伤害
	11	CHAT	text	聊天	双向消息
	12	LOOT	item.id	捡取
	15	TELEPORT	x,y	传送	双向消息
	20	WHO	ids	信息查询
	21	ZONE	-	区域切换	玩家从一个区域走到另外区域
	25	OPEN	chest.id	打开箱子
	26	CHECK	id	确认

5.2 协议交互流程

6.类图

• 一个世界包含一张地图【静态】

  • 一张地图包含若干ChestArea区域

    • 一个ChestArea区域包含若干Item对象

  • 一张地图包含若干MobArea区域

  • 一张地图包含若干CheckPoint

• 一个世界包含若干Zone【动态】

  • 一个Zone包含若干NPC对象

  • 一个Zone包含若干Mob对象

  • 一个Zone包含若干Item对象

  • 一个Zone包含若干Player对象

7.线程模型

7.1 协程创建

• 创建一个世界广播服务协程

• 根据地图的区域个数，每个区域创建一个协程

• 每个接入用户创建一个Handler协程，每个Handler协程创建一个PlayerHandleLoop协程

7.2 协程通信

（1）Handler协程与PlayerHandleLoop协程通过带缓冲PacketChan通信

（2）Player读取解析PacketChan中的消息，逻辑处理后投递到所属区域对象的zone.EventCh

（3）Player对象调用世界对象，将消息投递到world.BroadcastCh进行世界消息发送（如人数）

（4）世界对象解析world.BroadcastCh中的消息，遍历所有区域对象，将消息投递到zone.EventCh

（5）区域对象读取解析zone.EventCh中的消息，逻辑处理后调用Player对象send方法进行消息发送

8.游戏详细处理逻辑分析

8.1地图加载

（1）通过json Unmarshal进行decode到Map结构体。

（2）根据地图宽高和区域宽高，计算出区域个数

（3）其中Map.collitions表示碰撞的点，结合地图宽高，初始化碰撞二维表

（4）初始化checkpoint Map，checkpoint ID作为KEY。其中checkpoint.S为1的表示为起始区域

8.2.物品掉落

	TypeCrab.ID: &MobProperty{
		Drops: map[string]int{
			"flask":        50,
			"axe":          20,
			"leatherarmor": 10,
			"firepotion":   5,
		},
		HP:          60,
		ArmorLevel:  2,
		WeaponLevel: 1,
	},

Drops表示：flask：50%，axe：20%，leatherarmor：%10，firepotion：5%，不掉落5%

算法：随机一个[0~99]的值，累计求和，判断是否在Drops区间，如果在则掉落对应物品，否则不掉落。

8.3.物品捡取

func (z *Zone) onLoot(e *Event) {
	itemID := e.Data[0].(int)
	p := z.PlayersMap[e.PlayerID]
	if p == nil {
		return
	}
	if item := z.ItemsMap[itemID]; item != nil {
		despawnEvent := AquireEvent(EventDespawn, itemID)
		z.broadcastZone(despawnEvent)
		item.IsDestroy = true
		if item.IsStatic {
			item.RespawnLater(z.EventCh)
		}
		kind := item.Kind
		if kind.ID == TypeFirePotion.ID {
			// TODO
		} else if IsHealingItem(kind) {
			amount := 0
			switch kind.ID {
			case TypeFlask.ID:
				amount = 40
			case TypeBurger.ID:
				amount = 100
			}
			if amount > 0 && !p.HasFullHealth() {
				p.ReginHealthBy(amount)
				healthEvent := AquireEvent(EventHealth, p.HP)
				_ = p.send(healthEvent)
			}
		} else if IsArmor(kind) || IsWeapon(kind) {
			equipEvent := AquireEvent(EventEquip, p.ID, kind.ID)
			z.broadcastZone(equipEvent)

			if IsArmor(kind) {
				p.equipArmor(kind.ID)
				p.updateHP()
				HPEvent := AquireEvent(EventHP, p.MaxHP)
				_ = p.send(HPEvent)
			} else {
				p.equipWeapon(kind.ID)
			}
		}
	}
}

捡取流程：

通过EventDespawn消息广播消失；

• 如果是静态物品，则触发定时重刷；

• 如果是药品，则触发补血；

• 如果是防具，则广播装备并根据当前防具类型更新当前用户血条；

• 如果是武器广播装备的同时并装备。

8.4.mob跟随

func (m *Mob) ChaseTarget(zoneID string, mp *Map, targetX, targetY int) {
	zid := mp.GetGroupIDFromPosition(targetX, targetY)
	if zoneID != zid {
		m.X, m.Y = targetX, targetY
	} else {
		pointsAround := make([][2]int, 0)
		for _, p := range [][2]int{
			[2]int{targetX, targetY + 1},
			[2]int{targetX + 1, targetY},
			[2]int{targetX, targetY - 1},
			[2]int{targetX - 1, targetY},
		} { // 沿着玩家上下左右，找到若干个有效的点作为目标
			if mp.IsValidPosition(p[0], p[1]) && zoneID == mp.GetGroupIDFromPosition(p[0], p[1]) {
				pointsAround = append(pointsAround, p)
			}
		}
		minLen := 999999
		minIndex := 0
		for i, p := range pointsAround { // 基于有效点，找到其中mob到玩家有效点的一个最小距离
			pathLength := (m.X-p[0])*(m.X-p[0]) + (m.Y-p[1])*(m.Y-p[1])
			if pathLength <= minLen {
				minLen = pathLength
				minIndex = i
			}
		}
		m.X, m.Y = pointsAround[minIndex][0], pointsAround[minIndex][1]
	}
}

算法：先找玩家周围有效点，然后从中计算选取一个最短路径点，最短路径通过：(x1-x2)(x1-x2) + (y1-y2)(y1-y2)粗略算出。更新当前mob的X、Y。

8.5.mob平静期处理

func (z *Zone) onMobCalm(e *Event) {
	mobID := e.Data[0].(int)
	if mob := z.MobsMap[mobID]; mob != nil {
		z.Logger.Println("[DEBUG] Mob", mob, "Calm Down")

		mob.RecoveryHP()
		for k := range mob.Haters {
			delete(mob.Haters, k)
		}
		mob.TargetID = 0
		if mob.X != mob.OriginX || mob.Y != mob.OriginY {
			mob.X, mob.Y = mob.OriginX, mob.OriginY
			moveEvent := AquireEvent(EventMove, mob.ID, mob.X, mob.Y)
			z.broadcastZone(moveEvent)
		}
		mob.TargetID = 0
	}
}

平静期到时（如果有玩家HIT攻击此mob时，平静期会被重置），mob恢复体力，清除所有Haters，当前位置不在原始位置则移动到原始位置并广播。

8.6.多人同时攻击

func (m *Mob) AddHate(playerID, damage int) {
	m.Haters[playerID] += damage
}

func (m *Mob) ChooseMobTarget() int {
	var max, maxPid int
	for pid, hate := range m.Haters {
		if hate > max {
			max = hate
			maxPid = pid
		}
	}
	if max <= 0 {
		return -1
	}
	return maxPid
}

func (z *Zone) onMobAttacked(m *Mob, p *Player) {
	m.ResetHateLater(z.EventCh)

	dmg := DamageFormula(p.WeaponLevel, m.ArmorLevel)
	if dmg > 0 {
		m.HP -= dmg
		if m.HP > 0 {
			dmgEvent := AquireEvent(EventDamage, m.ID, dmg)
			_ = p.send(dmgEvent)

			m.AddHate(p.ID, dmg)
			if maxHateTarget := m.ChooseMobTarget(); maxHateTarget > 0 {
				if maxHateTarget != m.TargetID {
					m.TargetID = maxHateTarget
				}
				attackEvent := AquireEvent(EventAttack, m.ID, m.TargetID)
				z.broadcastZone(attackEvent)
			}
		} else {
			z.Logger.Println("[DEBUG] m", m.ID, "DEAD!")
			m.IsDead = true
			if dropItem := m.DropItem(); dropItem != nil {
				z.Logger.Println("[DEBUG] m", m.ID, "DROP!", dropItem)
				dropItem.DespawnLater(z.EventCh)
				z.ItemsMap[dropItem.ID] = dropItem

				spawnItemEvent := AquireEvent(EventSpawn, dropItem.Pack()...)
				z.broadcastZone(spawnItemEvent)
			}
			z.Logger.Println("[DEBUG] m", m.ID, "DESPAWN LATER!")
			m.RespawnLater(z.EventCh)

			despawnEvent := AquireEvent(EventDespawn, m.ID)
			z.broadcastZone(despawnEvent)
			killEvent := AquireEvent(EventKill, m.Kind.ID)
			_ = p.send(killEvent)
			z.Logger.Println("[DEBUG] m", m.ID, "DESPAWN!")
		}
	}
}

所有玩家及伤害累积基于当前被攻击的mob的Haters列表，mob选择一个累积伤害最大的玩家进行攻击

9.代码还需完善点

• ChestArea、MobArea、StaticChest支持

• DO、PO拆分

• 多世界支持

• 排队与负载支持

• 账号接入

• NPC寻路算法增强

• 任务与活动

• 数据持久化

• 机器人压测脚本

• 性能metrics监控

• ……

10.三方框架