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一個多人在線的棋牌類網(wǎng)絡(luò)游戲的項目臨近尾聲，我參與了該項目的整個設(shè)計流程，并且完成了90%的核心代碼。關(guān)于這個項目，有很多地方值得聊一聊。本系列不打算把這個項目將得多么詳細(xì)規(guī)范，那是設(shè)計文檔應(yīng)該描述的，我打算只說說一些值得注意的地方。這個項目的一個特別之處是，客戶端是手機，用戶通過移動網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通信。和PC相比，手機的處理能力極弱，而且網(wǎng)絡(luò)流量費用昂貴。因為除了要考慮普通網(wǎng)絡(luò)游戲的一些問題之外，這兩點也需要在設(shè)計中充分考慮。首先是開發(fā)語言的選擇，由于服務(wù)器是Linux的環(huán)境，MS的技術(shù)直接排除，至于MONO嘛，我實在不放心。可供選擇的是C++和Java，Java勝在網(wǎng)絡(luò)能力強大，開發(fā)周期短，有眾多框架和開源庫的支持，要寫出爛得不可接受的代碼也不容易；C++則勝在速度快。綜合各方面因素，C++更容易把這個項目變成一堆代碼噩夢，我們選擇了Java。
一、 網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)游戲，首先面臨的問題當(dāng)然是如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。首先考慮的是HTTP協(xié)議，因為所有的J2ME手機都支持這個，我們當(dāng)然想盡可能的兼容用戶。而且HTTP協(xié)議封裝程度已經(jīng)非常高了，不用去考慮線程、同步、狀態(tài)管理、連接池，不過HTTP協(xié)議有兩個不爽的地方：
◇ 協(xié)議無狀態(tài)，這個問題已經(jīng)困擾過很多人很多次了。我曾考慮過的解決辦法是改造HTTP協(xié)議，在數(shù)據(jù)傳輸完成之后不關(guān)閉socket，但是這樣做工作量非常大，在項目周期中，基本上就是Mission impossible，不予考慮。那么客戶也就只能通過輪詢的方式向服務(wù)器請求數(shù)據(jù)。
◇ 網(wǎng)絡(luò)流量過大。就這個項目來說，網(wǎng)絡(luò)間傳遞的只是指令，但是每次傳遞都要加上一堆毫無用處的HTTP Head，再加上客戶端需要做輪詢，這個流量對于手機來說簡直恐怖，經(jīng)簡單測試，按照0.03元/K的GPRS網(wǎng)絡(luò)費用計算，一局牌居然要消耗1元多的費用（每秒輪詢），實在不可接受。也許我們可以采用流量費包月的資費方式，不過這個話題與技術(shù)無關(guān)。
以上問題導(dǎo)致我們選擇了Socket，這意味著我們將沒有一個web環(huán)境，很多東西都要靠自己去實現(xiàn)：線程管理、客戶狀態(tài)監(jiān)控、對象池、控制臺……….網(wǎng)絡(luò)部分打算采用Java NIO來實現(xiàn)，這是一種新的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽方式，基于事件的異步通信，可以提高性能。每個客戶端連接之后，會有一個獨立的SocketChannel與它通信，這個SocketChannel會在用戶的整個生存周期中存在。用戶如果斷開連接，服務(wù)器會得到-1，并且會拋出Connection reset異常，通過捕獲這兩個特征，可以在用戶意外斷開連接后清理相關(guān)的資源。由于NIO是異步通信的，所以沒有復(fù)雜的線程管理。
二、 通信協(xié)議
這個項目并沒有復(fù)雜的通信指令，命令數(shù)量很有限，但是還是有個關(guān)鍵問題需要關(guān)注：流量。為了盡量減小流量，我們使用字節(jié)代替字符串來保存系統(tǒng)指令，這樣可以使流量減少一半，比如使用一個字節(jié)來保存一張撲克牌，字節(jié)高位表示花色，字節(jié)低位表示數(shù)字，如果0代表黑桃，那么黑桃三就應(yīng)該是0x03，這個需要靠位操作來實現(xiàn)：
int m=0;
int n=3;
byte card=(byte)(m)<<4)|((byte)n; //m左移四位，然后與n左或操作
游戲中需要傳遞用戶的積分，這是一個大整數(shù)，使用四個字節(jié)來保存比較保險，將整數(shù)轉(zhuǎn)換為四個字節(jié)的操作如下：
package org.bromon.games;
public static byte[] translateLong(long mark)
{
byte[] b = new byte[4];
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
b[i] = (byte) (mark >>> (24 - i * 8));
}
return b;
}
將四個字節(jié)轉(zhuǎn)回來的操作如下：
package org.bromon.games;
public static long translateByte(byte[] b)
{
int mask = 0xff;
int temp = 0;
int res = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
res <<= 8;
temp = b[i] & mask;
res |= temp;
}
return res;
}
三、 數(shù)據(jù)庫連接池
由于沒有一個web環(huán)境，所以我們需要自己實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)庫連接池，apache有一個項目叫做commons DBCP，這是一個基于apache自己的對象池（apache commons pool）實現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫連接池，我們可以直接拿來使用，apache的軟件未必是最好的，但是極大可能比我們自己寫的要好。Commons DBCP需要三個.jar：commons-collections-3.1.jar、commons-dbcp-1.2.1.jar、commons-pool-1.2.jar這三個文件都可以在apache – Jakarta – commons項目下下載，加入到工程中即可。構(gòu)造一個數(shù)據(jù)庫連接池的代碼如下：
package org.bromon.games;
import java.sql.*;
import com.gwnet.games.antiLord.util.*;
import org.apache.commons.dbcp.ConnectionFactory;
import org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource;
import org.apache.commons.dbcp.DataSourceConnectionFactory;
private static BasicDataSource bds=new BasicDataSource();
private static ConnectionFactory fac=null;
//初始化連接池
bds.setDriverClassName(“org.postgresql.Driver”); //數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序
bds.setUrl(“jdbc:postgresql://localhost:5432/myDB”); //數(shù)據(jù)庫url
bds.setUsername(“postgres”); //dba帳號
bds.setPassword(“XXXXXXXX”); //密碼
bds.setInitialSize(100); //初始化連接數(shù)量
bds.setMaxIdle(10); //最大idle數(shù)
bds.setMaxWait(1000*60); //超時回收時間
fac=new DataSourceConnectionFactory(bds); //得到連接工廠
Connection conn=fac.createConnection(); //從池中獲得連接
conn.close(); //釋放連接，回到池中
//銷毀連接池
bds.close();
bds=null;
fac=null;
請自行處理操作中的各種異常。
四、 撲克牌的生成
游戲中需要為用戶生成隨機的撲克牌，首先我們需要初始化一副牌，放到一個Hashmap中，每張牌以一個字節(jié)表示，高為代表花色，的為代表數(shù)字，生成整副牌：
package org.bromon.games;
private static HashMap cards = new HashMap();
int tmp=0;
for (int i = 0; i <4; i++) {
for (int m = 0; m < 13; m++) {
tmp=((byte)(i)<<4)|((byte)m); //使用位操作構(gòu)造一張牌
cards.put(new Integer(i * 13 + m),new Byte((byte)tmp));
}
}
cards.put(new Integer(53), new Byte((byte)0x4d)); //大王
cards.put(new Integer(54), new Byte((byte)0x4e)); //小王
如何隨機地得到其中的N張牌呢？我們的做法是生成一個0-55的隨機數(shù)，用這個隨機數(shù)作主鍵從Hashmap中獲得對象，取得之后，把該對象從隊列中刪除，以免重復(fù)取得。由于java中的隨機數(shù)是根據(jù)時間生成的，所以有可能導(dǎo)致用戶得到的牌不夠散，每個用戶都摸到一條龍豈不是笑話？所以在生成隨機數(shù)的時候我們加入了一個大素數(shù)來作運算：
long cardId=new Long((Math.round(Math.random() * 87) % 55)).intValue();通過修改這個大素數(shù)，可以控制某個用戶的牌比較好。
五、 線程
實際上本系統(tǒng)并沒有復(fù)雜的線程管理，但是我想提供一個控制臺讓管理員可以管理游戲主線程，可以讓它停止、中段、恢復(fù)、重啟動，本來的設(shè)計是管理員通過與線程A打交道，通過A去管理主線程B，但是熟悉java線程的朋友都知道，線程互相管理基本上就是不實際的，舉個最簡單的例子，A如何銷毀B？也許你會說調(diào)用B的destroy()方法就好了，網(wǎng)上很多講解java線程的資料也確實是這么說的，但是他們都是鬼扯的，自己去看看java源代碼吧，Thread.destroy()方法的實際代碼如下：
package org.bromon.games;
public void destroy()
{
throw new NoSuchMethodError();
}
事實真相是，Thread.destroy()方法自始至終就沒有被實現(xiàn)過。所有寫文章，教別人用這個方法銷毀線程的人，都去撞墻吧，丟人丟大了。最好的辦法是A負(fù)責(zé)生成一個B并且啟動它，然后B自己管理生存周期，A和B通過使用可共享的方法來通信，這是sun推薦的做法。
六、 異步消息
用戶玩牌的過程中，有很多東西需要記錄下來，比如記錄用戶的積分、等級變化，記錄玩牌日志供數(shù)據(jù)統(tǒng)計等，當(dāng)用戶數(shù)量很多的時候，在數(shù)據(jù)庫中記錄這些信息會很耗費資源，用戶玩了一局之后會可能會等待很長時間。解決這個問題的方法是利用J2EE的消息bean來提供異步通信的機制，需要記錄數(shù)據(jù)的時候，系統(tǒng)會封裝一個值對象，發(fā)送給J2EE容器，這個操作是很快的，完成之后就返回，用戶可以繼續(xù)操作，不用關(guān)心消息何時被處理。J2EE的消息框架具備如下特征：
◇消息一定會被閱讀，而且只閱讀一次。JMS框架有自己的算法，把消息緩沖到硬盤，就算J2EE服務(wù)器死掉，消息也不會丟失。
◇系統(tǒng)采用點對點的Queue消息隊列，可以保證同等優(yōu)先級的消息先進(jìn)先出。
在Jboss 4.0中，部署消息Bean和Queue隊列，都比weblogic 8.1來的容易，只需要在jboss.xml中聲明消息目的地，如果jboss發(fā)現(xiàn)該目的地不存在的話，會自動建立一個，實在很簡單。關(guān)于消息bean的開發(fā)與部署，我有專門的文章描述。
七、 啟動與退出
為了讓系統(tǒng)具備讓人滿意的性能，應(yīng)該盡量多的重用對象，減少創(chuàng)建新對象。比如上面提到的消息發(fā)送，我們的操作是提供一個靜態(tài)類，在系統(tǒng)啟動的時候就初始化，保持與JMS服務(wù)器的連接，系統(tǒng)發(fā)送消息的時候，不用再去查詢JNDI和生成QueueConnectionFactory，這樣可以提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。
在數(shù)據(jù)庫連接池的問題上，我們也采用同樣的操作，啟動的時候初始化N個連接。但是如果在關(guān)閉進(jìn)程的時候不做任何操作，會導(dǎo)致JMS拋出socket異常，雖然沒什么大的影響，但總顯得不專業(yè)，而且池中的連接不被釋放的話，也可能導(dǎo)致問題。最好能夠讓系統(tǒng)像jboss等控制臺程序一樣，ctrl+c之后能夠執(zhí)行操作，釋放資源再退出。我們可以通過給進(jìn)程/線程加上一個Hook來實現(xiàn)，windows程序員應(yīng)該對這個非常熟悉。
Hook應(yīng)該是一個線程方法，如下：
package org.bromon.games;
public class Hook extends Thread
{
public void run()
{
//釋放數(shù)據(jù)庫連接，銷毀連接池
//關(guān)閉與JMS的連接
}
}
在主線程中加入：Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Hook()) ;那么進(jìn)程/線程會在退出的時候執(zhí)行Hook的run方法，清理資源。