一个MMO游戏服务逻辑系统（一）

freeeyes

最近好久没有更新论坛帖子了，有点对不起大家，因为最近工作较忙，另外赶制和测试新版的PurenessScopeServer 0.80版本，所以一直没有更新。新版的PurenessScopeServer 0.80添加了很多新功能，修复了一些测试出现的BUG，并提供了一个全新的服务器远程管理图形客户端工具，可以用来服务器插件管理（谢天谢地，终于实现了原来的目标），所有的dll或者so都可以看做U盘，实现远程管理热插拔。另外修改了消息的映射体制，同一个消息可以让一个或者多个逻辑模块订阅。windows下框架会自动生成dump文件，链接进入和断开的消息订阅，等等等等，增加了很多很实用的功能，并优化了系统，如果有兴趣大家期待一下吧，这里特别感谢badbrain朋友，在这里做出了很大的贡献。好了废话少说，来说正题。
市面上有很多MMO的游戏，但是真正介绍如何完整的构建一个MMO服务器内核的文章，却非常稀少，虽说有大量的开源服务器程序，不过要想在几万行代码中了解如何建立一个MMO服务器，绝对不是一件易事。而且网上部分叫嚣XX游戏服务器源代码的程序，大量的存在着无用的代码或者代码陷阱（不知道是不是放出者故意的），容易把真正的学习者引入歧途。在这里，我不敢说我的技术怎样，但是提供一种设计思路，为大家学习如何设计一个MMO游戏服务器而做出一种尝试。
以下代码都在windows和VS2005下测试通过（linux下亦可运行，因为我没有采用任何平台限制的API），希望通过下面的文字，能够让你觉得其实所谓大型MMO游戏服务器真的不过如此。还有一句想说，如果想变为卓越，光抄袭是没有意义的，而是学会在别人的基础上，总结出符合自己特点的理解和提升，就像武功一样，好的武功绝不流于形式，而是与自己心动合一。好的代码也是一样，必须经过你自己的咀嚼和消化，最后能够摒弃对自己无用的东西，吸收符合自身特点的理解，这样，才能越做越好。成功本无捷径，关键是，通过代码去了解自己，融合自己，表现自己。而并非仅仅在于代码的一招一式，最后做到码由心生，让代码为你的想法服务，服从于你的意志。
好了，先说说，要做一个MMO服务器而言，你最先想到的是什么？
1.我要让很多人在一个场景中。
2.场景中会有很多的NPC供玩家消遣，也可以玩家之间相互消遣。
3.场景中存在很多事件，当某些条件到达的时候，会被触发。
4.我在场景中行走，必须能看到身边人的变化，比如位置，状态等等。
5.或许会有一些神秘的地方，当玩家进入的时候，会进入另一个场景事件（副本）
6.在场景中存在各式各样的任务，我必须能灵活的选择。
以上问题，其实就是一个最普通的MMO游戏的基础要求，不要被纷繁的游戏场景，华丽的特技大招，以及漫天世界的任务, 多余牛毛的各种NPC吓到。其实在服务器端，只有几个技术点，把握好了，你就是一个世界的创世主。
那么，对于以上的需求，我服务器需要准备什么？
1.必须要有能够保证多路链接稳定的数据接收和传输系统（很多肤浅的文章把这部分认为是一个MMO服务器的核心，其实完全不是，真正游戏的核心应该是你的创意和算法，而不是通用的简单IO传输方法）
2.我会有各色各样的NPC，每个NPC上都会有各色各样的任务，我怎么能够做到方便的添加任务，修改任务？甚至是场景事件触发（比如白天黑夜的转换）
3.在处理行走的问题上，我怎么保证我能够看见身边玩家的最新动态？
4.寻路怎么做？
5.怎么保证服务器的运算不会被客户端的时间影响？
我将一个个作为解答，先将几个最基础的概念。
一个MMO游戏而言，我可以有任意多的场景，那么，什么是场景呢？你可以这样理解，一个场景可以包含一张或者N张地图，在这个场景内，我会有一个玩家列表，这个列表中的玩家不会隶属于其他场景，它所做的改变大部分只能影响到本场景内的事件变化（聊天全服务器喊话，消息除外）。对于一个场景内的玩家，最多最多我只需要告知通常境内的玩家，某一个玩家的事件产生了。（比如发招，集会，引怪等等），而在于其他场景的玩家，是否需要处理这样的信息呢？显然是不需要的。那么，我可以理解为，一个场景本身就是一个小进程，一个小世界，或者小线程。它不需要玩家也能正常的运行和存在。在这个世界中，无论玩家存在与否，某些事件（白天和黑夜的转换），该出现还是要出现的。场景间是独立的，一般一个 MMO可以有若干个场景，也就意味着有若干个线程或者进程（这里我主要用的是线程，毕竟进程间通讯的成本是比较高的。）
那么，对于通讯模块，我只要负责，把用户注册到某些线程中去，就完成了进入场景的需求，离开场景也是如此。同一个玩家是不能分身在两个场景中的，当然，策划需求另论，我这里只提供一个通用的想法。这样，就算是多线程，单个玩家数据也不必加锁解锁。它只会隶属于一个线程去维护和修改。这样设计能够提升效能。
恩，一个场景中，我需要一个或者N个地图，对吧。那么地图是怎么构建的呢？其实，对于地图而言，最重要的服务就是提供这里能走不能走，有什么对象在上面这两方面的需求，无论2D和3D都是如此。最简单的是，一个点阵结构，最基础的是一个X,Y坐标点，而对于3D，无外乎你可以在点上增加两个属性，就是垂直距离，是否可以移动。

1. //地图文件头结构体
2. struct _MapFileHead
3. {
4.         char m_szMapName[MAX_MAPNAME];   //地图名称
5.         int  m_nMapID;                                    //地图的ID
6.         int  m_nMapRow;                                 //地图的宽度
7.         int  m_nMapCol;                                   //地图的高度
8. };
9. //一个矩形区域struct _AreaRect{        int m_nTopX;   //起始点的X坐标        int m_nTopY;   //起始点的Y坐标        int m_nWidth;  //区域的宽度        int m_nHeight; //区域的高度
10.         //重载等于操作符        _AreaRect& operator = (const _AreaRect& ar)        {                this->m_nTopX   = ar.m_nTopX;                this->m_nTopY   = ar.m_nTopY;                this->m_nWidth  = ar.m_nWidth;                this->m_nHeight = ar.m_nHeight;                return *this;        };};

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这是一个标准的地图头信息。我们记录一个地图的大致信息，那么下面，我们用一个数组，来记录地图的每个点的信息。_AreaRect是什么呢？我们可以这样想，在一个地图中，会存在若干个"热区"，当某些玩家或者NPC进入的时候，会触发一些事件。这样地图设计就可以非常的灵活，不是吗？
那么，我们来看看怎么组建一个游戏地图文件。

1.         //打开地图文件
2.         FILE* pFile = fopen(pFileName, "wb");
3.         if(NULL == pFile)
4.         {
5.                 printf("[map]Load map file (%s) error[%d].\n", pFileName, errno);
6.                 getchar();
7.                 return 0;
8.         }
11.         //写入地图头信息
12.         _MapFileHead MapFileHead;
13.         sprintf_s(MapFileHead.m_szMapName, MAX_MAPNAME, "Samplemap");
14.         MapFileHead.m_nMapRow = 256;
15.         MapFileHead.m_nMapCol = 256;
16.         MapFileHead.m_nMapID  = 1;
18.         int nSize = fwrite(&MapFileHead, 1, sizeof(_MapFileHead), pFile);
19.         if(nSize != (int)sizeof(_MapFileHead))
20.         {
21.                 printf("[map]Load map file (%s) error[%d].\n", pFileName, errno);
22.                 fclose(pFile);
23.                 getchar();
24.                 return 0;
25.         }
27.         //写入地图热区
28.         int nAreaCount = 2;
29.         fwrite(&nAreaCount, 1, sizeof(int), pFile);
31.         _AreaRect mfh1;
32.         _AreaRect mfh2;
34.         int nAreaID1   = 101;
35.         int nLuaID1    = 0;
36.         mfh1.m_nTopX   = 10;
37.         mfh1.m_nTopY   = 10;
38.         mfh1.m_nWidth  = 10;
39.         mfh1.m_nHeight = 10;
41.         int nAreaID2   = 101;
42.         int nLuaID2    = 0;
43.         mfh2.m_nTopX   = 50;
44.         mfh2.m_nTopY   = 50;
45.         mfh2.m_nWidth  = 10;
46.         mfh2.m_nHeight = 10;
49.         fwrite(&nAreaID1, 1, sizeof(int), pFile);
50.         fwrite(&nLuaID1, 1, sizeof(int), pFile);
51.         fwrite(&mfh1, 1, sizeof(_AreaRect), pFile);
53.         fwrite(&nAreaID2, 1, sizeof(int), pFile);
54.         fwrite(&nLuaID2, 1, sizeof(int), pFile);
55.         fwrite(&mfh2, 1, sizeof(_AreaRect), pFile);
57.         //写入地图点阵
58.         unsigned char uState = 1;
59.         for(int i = 0; i < MapFileHead.m_nMapCol; i++)
60.         {
61.                 for(int j = 0;j < MapFileHead.m_nMapRow; j++)
62.                 {
63.                         if(i == 2 && j == 2)
64.                         {
65.                                 uState = 0;
66.                         }
67.                         else
68.                         {
69.                                 uState = 1;
70.                         }
72.                         int nStateSize = (int)sizeof(unsigned char);
73.                         nSize = fwrite(&uState, nStateSize, 1, pFile);
74.                         if(nSize!= nStateSize)
75.                         {
76.                                 printf("[map](%s)uState is error[%d].\n", pFileName, i * MapFileHead.m_nMapRow + j);
77.                                 fclose(pFile);
78.                                 getchar();
79.                                 return false;
80.                         }
81.                 }
82.         }
84.         fflush(pFile);
85.         printf("[map](%s)Create map OK.\n", pFileName);
86.         fclose(pFile);

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这里我们假设，一个游戏有两个热区，分别是_AreaRect mfh1和_AreaRect mfh2。其实这部分，完全可以做一个地图编辑器来实现，这里只讲原理，地图编辑器的话，自己去实现一个也不难。
这里最重要的就是写入地图点阵，我们建立了一个很大的数组，这个数组包含了一个地图节点能描述信息的所有。这里只包含了一个简单的属性，能走还是不能走。uState == 0是此节点不能行走，uState == 1是此节点可以行走。这里只是一个范例，我假设节点（2,2）是不能走的。这里要说明一下，这里的节点，并不是和游戏界面上的一个像素绑定，而是一个正方形的矩形区域，这个区域的大小就是粒度，可以根据游戏的定义来修改。你可以想象游戏地图就是一个网格扑在上面，有些网格能走，有些网格不能走。我们可以通过调节网格的大小实现对游戏精确度的控制。
好了，地图文件我具备了，那么在服务器上，怎么加载这个文件呢？

1. #ifndef _MAP_H
2. #define _MAP_H
4. #include <stdio.h>
5. #include <errno.h>
6. #include <vector>
8. #include "mapdefine.h"
9. #include "area.h"
11. #define MAX_MAPCELLSIZE       20      //地图每个块的矩形区域大小
12. #define MAX_FINDPOS_RANGE     4       //设置搜索节点有效位置的范围
13. #define MAX_ASTAR_COUNT       1000    //最大Astar寻路的半径
15. using namespace std;
18. //地图信息
19. struct _MapInfo
20. {
21.         int m_nMapWidth;        //地图的宽
22.         int m_nMapHight;        //地图的高
23.         int m_nMapCellSize;     //地图的块数
24. };
26. class CMapData : public CMapBaseData
27. {
28. public:
29.         CMapData();
30.         ~CMapData();
32.         //从文件中加载地图
33.         bool LoadMap(const char* pFileName);
35.         //显示地图信息
36.         void ShowMapInfo();
38.         //释放资源
39.         void Close();
41.         //给定一个点，判断是否可以行走
42.         bool IsCanGo(_MapPoint mappos);
44.         //得到地图的长
45.         int GetMapWidth();
47.         //得到地图的高
48.         int GetMapHigh();
50.         //获得一条路径，设置起始点和终止点，返回一个路径数组
51.         bool AStarFind(const _MapPoint PosStart, _MapPoint PosEnd, _MapPointPath* pMapPointPath);  //AStar寻路算法
53.         //判断一个点是否可走，如果不可走返回一个可走最近的点。
54.         bool GetValidPos(_MapPoint& ptTarget, int nRange = MAX_FINDPOS_RANGE);
56. private:
57.         //初始化8方向
58.         bool InitDX();
60.         //计算指定格子的权值
61.         inline void CalculateCost(const int nTarget, const int nEnd, const int nIndex, _WorldCostInfo& objWorldCostInfo);
63.         //将Index还原为nRow和nCol
64.         inline _MapPosCoord GetMapCoord(int nIndex);
66.         //返回方向权值
67.         inline int CalculateDirect(_MapPosCoord& MapQueenCoord, _MapPosCoord& MapEndCoord);
69.         //计算当前最合适的权值
70.         inline _WorldCostInfo CalculateEightQueen(int nTarget, int nEnd);
72.         //传入一个点，计算所在的格子，并返回格子的nIndex
73.         inline int GetMapPos(const _MapPoint PosTarget);
75.         //给定一个坐标点，返回所在的格子
76.         int GetMapIndex(_MapPoint mappos);
78.         //给定一个格子，返回这个格子中心坐标点
79.         _MapPoint GetMapIndexPoint(int nIndex);
81. private:
82.         _MapPos*     m_MapPos;       //地图的块数组
83.         _MapFileHead m_MapFileHead;  //地图头信息
84.         _MapInfo     m_MapInfo;      //地图信息
85.         CAreaGroup   m_AreaGroup;    //地图中的热区事件数组
86.         int          m_nMapCellSize; //一个地图格子的大小（MAX_MAPNAME）
87.         _DX*         m_pDX;          //格子把方向的权值数组，用于计算路径
88. };
90. #endif

复制代码

好了，这里就是一个简单的游戏地图了，这里，我要给外围提供几个服务。
1.寻路。
2.地点验证。
比如，一个玩家或者NPC要移动，对象会给地图一个目的点，那么地图就要推算出这个对象要移动的路径，躲开障碍物。那么，我们怎么存放这个路径呢？在我看来，路径只是一系列的点，而路径中的每个点，都是一个拐点。中间的点我们不必放在路径进去。因为对于任何一个可以移动的对象，给你的都是一个起始的(x,y)和一个终止的(x,y)，如果是最理想的情况，中间没有任何阻碍，那么路径中只会存在两个点（一条直线），就是起点的(x,y)和终点的(x,y)。如果对象移动路途中存在障碍物，我记录的是一系列拐弯的位置(x,y)就可以了，那么，对象只要按照自己的速度移动过去就行了。这里涉及到了A*算法，如果想知道实现原理，请参考我以前写的http://www.acejoy.com/bbs/viewthread.php?tid=3044&extra=page%3D2。
好了，我对外提供这些接口，是为游戏对象的基础服务，至于实现细节，可以参考我的cpp。
这里说一下，或许大家会觉得GetValidPos()这个函数有些奇怪。呵呵，这里我要说明一下，由于在MMO中，玩家每次点击的点未必就是可以行走的。如果直接不走，可能会给游戏体验造成负面影响，所以，每次玩家给与服务器一个目标点的时候，无论可走与否，我都会去寻找一个附近最近的可以移动的点。这样游戏体验感会非常好。
好了，先说到这里，下一讲我将会讲解，如何理解NPC这个对象，以及如何创造可以配置的AI。

霸气使者

很感谢，学习中