FreeKill/docs/dev/protocol.rst

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FreeKill 的通信
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概述
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FreeKill使用UTF-8文本进行通信。基本的通信格式为JSON数组
``[requestId, packetType, command, jsonData]``
其中:
- requestId用来在request型通信使用用来确保收到的回复和发出的请求相对应。
- packetType用来确定这条消息的类型以及发送的目的地。
- command用来表示消息的类型。使用首字母大写的驼峰式命名因为下划线命名会造成额外的网络开销。
- jsonData保存着这个消息的额外信息必须是一个JSON数组。数组中的具体内容详见源码及注释。
FreeKill通信有三大类型请求Request、回复Reply和通知Notification
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从连接上到进入大厅
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想要启动服务器,需要通过命令行终端:
.. code:: sh
$ ./FreeKill -s <port>
``<port>``\ 是服务器运行的端口号如果不带任何参数则启动GUI界面在GUI界面里面只能加入服务器或者单机游戏。
服务器以TCP方式监听。在默认情况下比如单机启动服务器的端口号是9527。
每当任何一个客户端连接上了之后,游戏会先进行以下流程:
1. 检查IP是否被封禁。 // TODO: 数据库
2. 服务端将RSA公钥发给客户端然后检查客户端的延迟是否小于30秒。
3. 在网络检测环节若客户端网速达标的话客户端应该会发回一个字符串。这个字符串保存着用户的用户名和RSA公钥加密后的密码服务端检查这个字符串是否合法。如果合法检查密码是否正确。
4. 上述检查都通过后重连TODO:
5. 不要重连的话,服务端便为新连接新建一个\ ``ServerPlayer``\ 对象,并将其添加到大厅中。
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大厅和房间
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大厅Lobby是一个比较特殊的房间。除了大厅之外所有的房间都被作为游戏房间对待。
对于普通房间而言,有这几个特点:
1. 只要房间被添加玩家,那么那名玩家就自动从大厅移除。
2. 当玩家离开房间时,玩家便会自动进入大厅。
3. 当所有玩家都离开房间后房间被“销毁”其实是进入Server的空闲房间列表毕竟新建lua_State的开销十分大
大厅的特点:
1. 只要有玩家进入,就刷新一次房间列表。
2. 只要玩家变动就更新大厅内人数TODO:
..
因为上述特点都是通过信号槽实现的,通过阅读代码不易发现,故记录之。
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对游戏内交互的实例分析
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下面围绕着askForSkillInvoke对游戏内的交互进行简析其他交互也是一样的原理。
.. code:: lua
function Room:askForSkillInvoke(player, skill_name, data)
local command = "AskForSkillInvoke"
self:notifyMoveFocus(player, skill_name)
local invoked = false
local result = self:doRequest(player, command, skill_name)
if result ~= "" then invoked = true end
return invoked
end
在这期间,一共涉及两步走:
1. Room向所有玩家发送消息让大家看到进度条和进度条上显示的原因notifyMoveFocus
2. Room向询问的玩家发送一次Request信息进行询问然后返回玩家发回的reply。
首先看第一步通知。这里涉及的函数是doNotify。调查notifyMoveFocus的代码即可知道
调查\ ``ServerPlayer:doNotify``\ 发现:
.. code:: lua
self.serverplayer:doNotify(command, jsonData)
这里的self.serverplayer其实指的是C++中的ServerPlayer实例因此这一行代码实际上调用的是C++中的ServerPlayer::doNotify。调查C++中对应的函数发现实际上调用了Router::notify调查Router::notify发现发送了一个信号量调查Router::setSocket发现这个信号量连接到了ClientSocket::send。调查ClientSocket::send后发现
.. code:: cpp
void ClientSocket::send(const QByteArray &msg)
{
if (msg.length() >= 1024) {
auto comp = qCompress(msg);
auto _msg = "Compressed" + comp.toBase64() + "\n";
socket->write(_msg);
socket->flush();
}
socket->write(msg);
if (!msg.endsWith("\n"))
socket->write("\n");
socket->flush();
}
核心在于socket->write这里其实就调用了QTcpSocket::write正式向网络中发送数据。从前面的分析也慢慢可以发现发送的其实就是json字符串。
那么问题又来了,客户端接收到服务端发送的通知时,如何进行响应呢?
这就涉及到Router::handlePacket函数具体的信号槽连接方式不赘述这个函数在socket接收到消息时就会自行调用。
其中有这样的一段:
.. code:: cpp
if (type & TYPE_NOTIFICATION) {
if (type & DEST_CLIENT) {
ClientInstance->callLua(command, jsonData);
}
调用了ClientInstance::callLua函数这个函数不做详细追究只要知道他调用了这个lua函数即可
.. code:: lua
self.client.callback = function(_self, command, jsonData)
local cb = fk.client_callback[command]
if (type(cb) == "function") then
cb(jsonData)
else
self:notifyUI(command, jsonData);
end
end
至此我们已经可以基本得出结论Client在接收到信息时就根据信息的command类型调用相应的函数若无则直接调用qml中的函数。
接下来聊聊doRequest。和前面类似doRequest最终也是向玩家发送了一个JSON字符串但是然后它就进入了等待回复的状态。在此期间可以使用waitForReply函数尝试获取对方的reply若无则得到默认结果\__notready然后在Lua侧进行进一步处理。
客户在收到request类型的消息后可以用reply对服务端进行答复。reply本身也是JSON字符串服务端在handlePacket环节发觉这个是reply后就知道自己已经收到回复了。这时用waitForReply即可得到正确的回复结果。
在Lua侧对waitForReply其实有所封装
.. code:: lua
while true do
result = player.serverplayer:waitForReply(0)
if result ~= "__notready" then
return result
end
local rest = timeout * 1000 - (os.getms() - start) / 1000
if timeout and rest <= 0 then
return ""
end
coroutine.yield(rest)
end
这里就是一个死循环不断的试图读取玩家的回复直到超时为止。因为waitForReply指定的等待时间为0所以会立刻返回这也是为什么waitForReply在读取reply时需要加锁的原因因为读取操作很频繁此时若lua发现玩家并未给出答复就会调用coroutine.yield切换到其他线程去做点别的事情比如处理旁观请求调用QThread::msleep睡眠一阵子等等别的协程办完事情后再次切换回这个协程yield函数返回然后开启新一轮循环如此往复直到等待时间耗尽或者收到了回复。
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对掉线的处理
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因为每个连接都对应着一个\ ``new ClientSocket``\ 和\ ``new ServerPlayer``\ ,所以对于掉线的处理要慎重,处理不当会导致内存泄漏以及各种奇怪的错误。
一般来说掉线有以下几种情况:
1. 刚刚登入,服务端还在检测时掉线。
2. 在大厅里面掉线。
3. 在未开始游戏的房间里面掉线。
4. 在已开始游戏的房间里掉线。
首先对所有的这些情况都应该把ClientSocket释放掉。这部分代码写在\ `server_socket.cpp <../../src/network/server_socket.cpp>`__\ 里面。
对于2、3两种情况都算是在游戏开始之前的房间中掉线。这种情况下直接从房间中删除这个玩家并告诉其他玩家一声然后从服务器玩家列表中也删除那名玩家。但对于情况3因为从普通房间删除玩家的话那名玩家会自动进入大厅所以需要大厅再删除一次玩家。
对于情况4因为游戏已经开始所以不能直接删除玩家需要把玩家的状态设为“离线”并继续游戏。在游戏结束后若玩家仍未重连则按情况2、3处理。
Note: 这部分处理见于ServerPlayer类的析构函数。
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断线重连
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根据用户id找到掉线的那位玩家将玩家的状态设置为“在线”并将房间的状态都发送给他即可。
但是为了UI不出错依然需要对重连的玩家走一遍进大厅的流程。
重连的流程应为:
1. 总之先新建\ ``ServerPlayer``\ 并加到大厅
2. 在默认的处理流程中,此时会提醒玩家“已经有同名玩家加入”,然后断掉连接。
3. 在这时可以改成如果这个已经在线的玩家是Offline状态那么就继续否则断开。
4. pass之后走一遍流程把玩家加到大厅里面先。
5. 既然是Offline那么掉线玩家肯定是在已经开始游戏的房间里面而且其socket处于deleted但没有置为nullptr的状态。
6. 那么在pass之后不要创建旧的SPlayer对象而复用以前的。也不必走一次进lobby流程。
7. 所以先手动发送Setup和EnterLobby消息。
8. 发送Reconnect消息内含房间的所有信息。Client据此加入房间并设定好信息。
房间应该有哪些信息?
直接从UI着手
1. 首先EnterRoom消息需要\ **人数**\ 和\ **操作时长**\ 。
2. 既然需要人数了,那么就需要\ **所有玩家**\ 。
3. 此外还需要让玩家知道牌堆、弃牌堆、轮数之类的。
4. 玩家的信息就更多了武将、身份、血量、id…
所以Lua要在某时候让出一段时间处理重连等其他内容可能还会处理一下AI。
这种让出时间处理的东西时间要尽可能的短,不要在里面搞个大循环。
会阻塞住lua代码的函数有
- ServerPlayer:waitForReplay()
- Room:delay()
在这里让出主线程然后调度函数查找目前的请求列表。事实上整个Room的游戏主流程就是一个协程
.. code:: lua
-- room.lua:53
local co_func = function()
self:run()
end
local co = coroutine.create(co_func)
while not self.game_finished do
local ret, err_msg = coroutine.resume(co)
...
end
如果在游戏流程中调用yield的话那么这里的resume会返回true然后可以带有额外的返回值。不过只要返回true就好了这时候lua就可以做一些简单的任务。而这个简单的任务其实也可以另外写个协程解决。
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旁观TODO
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因为房间不允许加入比玩家上限的玩家,可以考虑在房间里新建一个列表存储旁观中的玩家。但是这样或许会让某些处理(如掉线)变得复杂化。
也可以考虑旁观者在服务端中处于大厅中,自己的端中在旁观房间。但是这样的话无法在房间中发送聊天。
所以还是让旁观者在房间中吧。可以给ServerPlayer设置个属性保存正在旁观的房间的id。
旁观者的处理方式或许可以像观看录像那样过滤所有的request事件。这样就确确实实只能看着了。
而不过滤request的旁观就可以理解为操控其他玩家了。hhh
总而言之,旁观的处理流程基本如下:
1. 客户端从大厅中发起旁观房间的请求。
2. 服务器知晓后进行一些C++的活,把这个玩家加到房间去。
3. 之后把这个请求丢到请求列表去。等房间让出协程后,进行对旁观玩家的处理流程。
4. Lua中如同断线重连那样肯定要让玩家知晓房间内的状况。
5. 此时由于Lua的Room中并没有这个玩家因此也要新建一个SPlayer对象。
6. 但这种Player比较特殊他与游戏无关所以肯定不能加到Room的players中。考虑另外弄个数组但是这样就可能被notify函数啥的过滤掉了。
7. 这种情况下可以魔改doBroadcastNotify函数如果是对全员广播消息的话那么也跟旁观者说一声。
考虑到UI中是以fk.Self决定主视角因此有必要发一条Setup信息改掉旁观者视角或者修改Room.qml专门适配旁观者。