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Servidor de jogos no MS Orleans - Parte 3: Resumo



Olá Habr! Continuo estudando o MS Orleans e fazendo um jogo online simples com um cliente e servidor de console trabalhando com grãos de Orleans. Desta vez, vou lhe contar como tudo terminou e que conclusões tirei para mim. Para detalhes, bem-vindo ao gato.

Então, sim, se você estiver interessado em saber como são criados os servidores de jogos para jogos dinâmicos, e não o meu experimento com o MS Orleans, recomendo que você analise este repositório (UDP) e leia estes artigos:

  1. habr.com/en/post/303006
  2. habr.com/en/post/328118
  3. habr.com/en/company/pixonic/blog/499642
  4. habr.com/en/company/pixonic/blog/420019

Conteúdo



Código fonte


MsOrleansOnlineGame

Sobre o jogo


O resultado foi um simples jogo de tiro. Verde # são oponentes. Amarelo # é o seu personagem. $ Vermelho é uma bala. As filmagens estão na direção para onde você está indo. A direção do movimento é controlada pelos botões ou setas WASD. A barra de espaço é usada para a foto. Não vejo o objetivo de descrever o código do cliente em detalhes porque ele precisa ser substituído por um código normal. Gráfico.

Sobre atores (grãos)


Resumindo: Meu IMHO de Orleans é um gRPC com esteróides aperfeiçoado no Azure, escalando e trabalhando com um memorial. Com um cache, por exemplo. Embora sem um estado, como um RPC comum, ele sabe como trabalhar com Stateless Worker Grains. Grain (Ator) em Orleans pode atuar como um ponto de entrada como Controlador no Asp.Net. Mas, diferentemente do Controller, o grão possui uma única instância que possui seu próprio identificador. Os grãos são bons quando você precisa trabalhar com algum estado ao mesmo tempo a partir de vários threads ou de vários usuários. Eles fornecem uma operação segura da rosca.

Por exemplo, aqui está um ator para uma cesta de mercadorias. Na primeira chamada, ele será criado e ficará travado na memória, desempenhando o papel de cache. Ao mesmo tempo, milhares de usuários de milhares de fluxos diferentes podem fazer solicitações simultaneamente para adicionar e remover itens. Todo o trabalho com sua condição dentro dele será absolutamente seguro. Nesse caso, é claro, seria útil fazer um ator comprar com o método List GetBaskets () para obter uma lista de todas as cestas disponíveis no sistema. Ao mesmo tempo, a loja também ficará travada na memória como um cache e todo o trabalho com ele será seguro para threads.

    public interface IBasket : IGrainWithGuidKey
    {
        Task Add(string item);
        Task Remove(string item);
        Task<List<string>> GetItems();
    }

    public class BasketGrain : Grain, IBasket
    {
        private readonly ILogger<BasketGrain> _logger;
        private readonly IPersistentState<List<string>> _store;

        public BasketGrain(
            ILogger<BasketGrain> logger,
            [PersistentState("basket", "shopState")] IPersistentState<List<string>> store
        )
        {
            _logger = logger;
            _store = store;
        }

         public override Task OnActivateAsync()
        {
             var shop = GrainFactory.GetGrain<IShop>();
           //          .
            await shop.AddBasketIfNotContains(this.GetPrimaryKey())
            return base.OnActivateAsync();
        }

        public override async Task OnDeactivateAsync()
        {
          //       
         //    Asp.Net  . 
        //           - .
        //    -      .
        //         .
     //        
            await _store.WriteStateAsync();
            await base.OnDeactivateAsync();
        }


        public Task Add(string item)
        {
            _store.State.Add(item);
            return Task.CompletedTask;
        }

        public Task Remove(string item)
        {
            _store.State.Remove(item);
            return Task.CompletedTask;
        }

        public Task<List<string>> GetItems()
        {
           //      .
          //        
         //           
            return Task.FromResult(new List<string>(_store.State));
        }
    }

Um exemplo de uso em algum aplicativo de console:

         private static async Task DoClientWork(IClusterClient client, Guid baskeId)
        {
            var basket = client.GetGrain<IBasket>(baskeId);
           //   gRPC -                
            await basket.Add("Apple");
        }

Código do jogo



O mapa no qual os jogadores lutam:

   public interface IFrame : IGrainWithIntegerKey
    {
        Task Update(Frame frame);
        Task<Frame> GetState();
    }

    public class FrameGrain : Grain, IFrame
    {
        private readonly ILogger<FrameGrain> _logger;
        private readonly IPersistentState<Frame> _store;

        public FrameGrain(
            ILogger<FrameGrain> logger,
            [PersistentState("frame", "gameState")] IPersistentState<Frame> store
        )
        {
            _logger = logger;
            _store = store;
        }

        public override Task OnActivateAsync()
        {
            _logger.LogInformation("ACTIVATED");
           //    1  1      .
            _store.State.GameId = this.GetPrimaryKeyLong();
            return base.OnActivateAsync();
        }

        public override async Task OnDeactivateAsync()
        {
            _logger.LogInformation("DEACTIVATED");
            await _store.WriteStateAsync();
            await base.OnDeactivateAsync();
        }

        public Task Update(Frame frame)
        {
            _store.State = frame;
            return Task.CompletedTask;
        }

        public Task<Frame> GetState() => Task.FromResult(_store.State.Clone());
    }

Grão do jogo que armazena o estado geral do jogo atual e o envia ao cliente 20 vezes por segundo via SignalR.

    public interface IGame : IGrainWithIntegerKey
    {
        Task Update(Player player);
        Task Update(Bullet bullet);
        Task<List<Player>> GetAlivePlayers();
    }

    public class GameGrain : Grain, IGame
    {
        private const byte WIDTH = 100;
        private const byte HEIGHT = 50;
        private readonly ILogger<GameGrain> _logger;
        private readonly IPersistentState<Game> _store;
        private readonly IHubContext<GameHub> _hub;
        private IDisposable _timer;
        public GameGrain(
            ILogger<GameGrain> logger,
            [PersistentState("game", "gameState")] IPersistentState<Game> store,
            IHubContext<GameHub> hub
            )
        {
            _logger = logger;
            _store = store;
            _hub = hub;
        }

        public override async Task OnActivateAsync()
        {
            _store.State.Id = this.GetPrimaryKeyLong();
            _store.State.Frame = new Frame(WIDTH, HEIGHT) { GameId = _store.State.Id };
            var frame = GrainFactory.GetGrain<IFrame>(_store.State.Id);
            await frame.Update(_store.State.Frame.Clone());
            _logger.LogWarning("ACTIVATED");
            //      50      .       .
            _timer = RegisterTimer(Draw, null, TimeSpan.FromMilliseconds(100), TimeSpan.FromMilliseconds(50));
            await base.OnActivateAsync();
        }

        public override async Task OnDeactivateAsync()
        {
            _logger.LogWarning("DEACTIVATED");
            _timer?.Dispose();
            _timer = null;
            await _store.WriteStateAsync();
            await base.OnDeactivateAsync();
        }

        public async Task Draw(object obj)
        {
            var state = _store.State;
            state.Bullets.RemoveAll(b => !b.IsAlive);
            state.Players.RemoveAll(p => !p.IsAlive);
            try
            {
                await _hub.Clients.All.SendAsync("gameUpdated", state.Clone());
            }
            catch (Exception e)
            {
                _logger.LogError(e, "Error on send s");
            }
        }

        public Task Update(Player player)
        {
            _store.State.Players.RemoveAll(x => x.Id == player.Id);
            _store.State.Players.Add(player);
            return Task.CompletedTask;
        }
        public Task Update(Bullet bullet)
        {
            _store.State.Bullets.RemoveAll(x => x.Id == bullet.Id);
            _store.State.Bullets.Add(bullet);
            return Task.CompletedTask;
        }

        public Task<List<Player>> GetAlivePlayers() =>
            Task.FromResult(_store.State.Players.Where(p => p.IsAlive).Select(p => p.Clone()).ToList());
    }

SignalR é o hub através do qual nos comunicamos com o cliente. Ele atua como um proxy entre o cliente WebGl e Orleans. Até agora, o cliente é console e ele é totalmente burro. Quero criar um cliente da Web no futuro em um navegador no Three.js e, portanto, preciso de uma conexão no soquete da Web do SignalR. O próprio cliente Orleans está apenas em C #, diferentemente do gRPC, que está disponível em vários idiomas, portanto, para o cliente Web, entre o servidor Orleans e os clientes, você precisa instalar um proxy (núcleo do Gateway asp.net).

    public class GameHub : Hub
    {
        private readonly IGrainFactory _client;

        public GameHub(IGrainFactory client)
        {
            _client = client;
        }

        public async Task GameInput(Input input)
        {
            var player = _client.GetGrain<IPlayer>(input.PlayerId);
            await player.Handle(input);
        }
    }

Jogador de grãos. Ele se move automaticamente de acordo com o cronômetro e responde aos comandos do usuário. Se um comando de tiro chegar, ele cria um grão de bala e define a direção do movimento para ele.

    public class PlayerGrain : Grain, IPlayer
    {
        private readonly ILogger<PlayerGrain> _logger;
        private readonly IPersistentState<Player> _store;
        private IDisposable _timer;
        private readonly Queue<Input> _inputs;
        public PlayerGrain(
            ILogger<PlayerGrain> logger,
            [PersistentState("player", "gameState")] IPersistentState<Player> store
        )
        {
            _logger = logger;
            _store = store;
            _inputs = new Queue<Input>();
        }

        public override Task OnActivateAsync()
        {
            _logger.LogInformation("ACTIVATED");
            // State   POCO     . Entity Player   
            _store.State.Id = this.GetPrimaryKey();
            _timer = RegisterTimer(Update, null, TimeSpan.FromMilliseconds(1), TimeSpan.FromMilliseconds(200));
            return base.OnActivateAsync();
        }

        public override async Task OnDeactivateAsync()
        {
            _logger.LogInformation("ACTIVATED");
            _timer?.Dispose();
            _timer = null;
            await _store.WriteStateAsync();
            await base.OnDeactivateAsync();
        }

        public async Task Handle(Input input)
        {
            _store.State.GameId = input.GameId;
            _inputs.Enqueue(input);
        }

        public async Task Update(object obj)
        {
            if (!_store.State.IsAlive)
            {
                await _store.ClearStateAsync();
               //          .
             //       .       .
                DeactivateOnIdle();
                return;
            }

            while (_inputs.Count > 0)
            {
                var input = _inputs.Dequeue();
                foreach (var direction in input.Directions.Where(d => d != Direction.None))
                {
                    _store.State.Direction = direction;
                }

                foreach (var command in input.Commands.Where(c => c != Command.None))
                {
                    if (command == Command.Shoot)
                    {
                        var bulletId = Guid.NewGuid();
                        var bullet = GrainFactory.GetGrain<IBullet>(bulletId);
                        //  Shot()           .
                        bullet.Update(_store.State.Shot()).Ignore(); //Ignore()        
                    }
                }
            }
            _store.State.Move();
            if (_store.State.GameId.HasValue)
            {
                var frame = GrainFactory.GetGrain<IFrame>(_store.State.GameId.Value);
                var fs = await frame.GetState();
                if (fs.Collide(_store.State))
                    _store.State.MoveBack();
                GrainFactory.GetGrain<IGame>(_store.State.GameId.Value)
                    .Update(_store.State.Clone())
                    .Ignore();
            }
        }

        public async Task Die()
        {
            _store.State.IsAlive = false;
            if (_store.State.GameId.HasValue)
                await GrainFactory.GetGrain<IGame>(_store.State.GameId.Value).Update(_store.State.Clone());
            await _store.ClearStateAsync();
            DeactivateOnIdle();
        }
    }


Balas de grãos. Ele se move automaticamente em um cronômetro e, se encontrar um jogador, ordena que ele morra. Se ela encontrar um obstáculo no mapa, ela morre.
  public interface IBullet : IGrainWithGuidKey
    {
        Task Update(Bullet dto);
    }

    public class BulletGrain : Grain, IBullet
    {
        private readonly ILogger<BulletGrain> _logger;
        private readonly IPersistentState<Bullet> _store;
        private IDisposable _timer;
        public BulletGrain(
            ILogger<BulletGrain> logger,
            [PersistentState("bullet", "gameState")] IPersistentState<Bullet> store
        )
        {
            _logger = logger;
            _store = store;
        }

        public Task Update(Bullet dto)
        {
            _store.State = dto;
            _store.State.Id = this.GetPrimaryKey();
            return Task.CompletedTask;
        }

        public override Task OnActivateAsync()
        {
            _logger.LogInformation("ACTIVATED");
            _timer = this.RegisterTimer(Update, null, TimeSpan.FromMilliseconds(1), TimeSpan.FromMilliseconds(50));
            return base.OnActivateAsync();
        }

        public override async Task OnDeactivateAsync()
        {
            _logger.LogInformation("DEACTIVATED");
            _timer?.Dispose();
            _timer = null;
            await _store.WriteStateAsync();
            await base.OnDeactivateAsync();
        }

        public async Task Update(object obj)
        {
            if (!_store.State.IsAlive)
            {
                await _store.ClearStateAsync();
                DeactivateOnIdle();
                return;
            }
            _store.State.Move();
            if (_store.State.GameId.HasValue)
            {
                var frame = GrainFactory.GetGrain<IFrame>(_store.State.GameId.Value);
                var fs = await frame.GetState();
                if (fs.Collide(_store.State))
                    _store.State.IsAlive = false;
                if (_store.State.Point.X > fs.Width || _store.State.Point.Y > fs.Height)
                    _store.State.IsAlive = false;
                var game = GrainFactory.GetGrain<IGame>(_store.State.GameId.Value);
                var players = await game.GetAlivePlayers();
                foreach (var player in players)
                {
                    if (player.Collide(_store.State))
                    {
                        _store.State.IsAlive = false;
                        GrainFactory.GetGrain<IPlayer>(player.Id).Die().Ignore();
                        break;
                    }
                }
                game.Update(_store.State.Clone()).Ignore();
            }
        }
    }

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