用python3从零开始开发一款烧脑射击游戏#6

岁月不居，时节如流，转眼已来到了这个系列的最后一篇
上回说到采用socket+多线程的网络模型来实现服务器与客户端的通信，今天我们就在这个基础上完整的实现多人在线的游戏版本
我们会把之前的1~5节所讲的内容全都用上，见证一款可以玩的游戏的诞生

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再回顾一下服务器与客户端的逻辑分工：
服务器：
1.与客户端建立网络连接，并为该玩家创建一个robot(副线程)
2.接收客户端陆续发过来的消息，将消息解析成玩家的具体操作（副线程）
3.在自己的游戏世界中模拟robot与子弹的变化（主线程）
4.将游戏世界中发生的事时刻同步给所有的客户端（主线程）

客户端：
1.与服务器建立连接（主线程）
2.捕捉玩家的键盘行为，描述成一组消息发送给服务器(主线程）
3.接收服务器发送的同步消息，修改自己存储的游戏世界（副线程）
4.将游戏世界在屏幕上绘制出来（主线程）

我们可以与第4篇的“单机版”对比一下
单机版是相当于是“客户端”捕捉玩家键盘行为后自己模拟世界的变化
网络版是客户端将行为发给服务器，由服务器模拟，再由服务器告诉客户端世界的变化

从上面的描述中可以看到客户端与服务器之间有两种消息交互：
1.客户端到服务器：
玩家的移动指令、发射指令
2.服务器到客户端：
所有玩家的位置信息、所有子弹的位置信息

为了区分不同的玩家，服务器在创建robot时会对应生成一个id来标志这个玩家，并把这个id回传给客户端
客户端在之后的所有指令消息中会附带上这个id

下面我们来看关键部分的代码实现

服务器与客户端建立网络连接，并为该玩家创建一个robot

def accept_client():
    global total_robot_num,lock,g_need_syna
    while True:
        client, _ = g_socket_server.accept()# 阻塞，等待客户端连接
        g_conn_pool.append(client)
        thread = Thread(target=message_handle, args=(client,))#创建线程接收后续指令消息
        thread.setDaemon(True)
        thread.start()
        lock.acquire()#线程锁加锁
        total_robot_num += 1
        robot = Robot(total_robot_num)#创建玩家控制的robot
        robot_list.append(robot)
        g_need_syna = 1#告诉主线程世界发生了变化，需要同步
        res_msg = "accept "+str(total_robot_num)
        client.send(bytes(res_msg,'utf-8'))#将robot的id发送给客户端
        lock.release()#线程锁释放

我们在这个函数中加入了一个新的东西“lock”，这是一个线程锁。
这是由于游戏世界（所有的robot，所有的子弹）只有一份，是公用的。而主线程和副线程都会对游戏世界做修改，为了避免几个线程同时修改世界（可以类比几个人都在抢一张火车票），在一个线程获得了修改权限时，需要把游戏世界锁起来，别的线程只有等它修改结束了才能继续修改。

而客户端收到这个“accep xxx"之后，就会把xxx作为自己的id记下来

def RecvMsg(client):
    global lock,robot_list,bullet_list,self_robot_id
    while True:
        data = client.recv(8192)
        data = data.decode()
        str_list = data.split('\n')
        if(len(str_list)):
            first_line = str_list[0]
            fl = first_line.split(' ')
            if(len(fl)):
                if(fl[0]=="accept"):#连接成功
                    self_robot_id = int(fl[1])

再看客户端发送操作指令的消息：

key_press = pygame.key.get_pressed()
if(key_press[K_LEFT]):#按下方向键左
    msg = str(self_robot_id) + " 3"#与服务器约定3表示向左移动一次
    client.send(msg.encode("utf-8"))

以及服务器接收到指令后的处理：

def message_handle(client):
    global lock,g_need_syna,total_bullet,RobotSize,BulletSize
    while True:
        data = client.recv(8192)
        data = data.decode('utf-8')
        if len(data) == 0:
            client.close()
            g_conn_pool.remove(client)#删除连接
        else:
            str_list = data.split(' ')
            if(len(str_list)>=2):
                robot_id = int(str_list[0])#id
                move_dir = int(str_list[1])#移动移动指令
                lock.acquire()
                for rbt in robot_list:
                    if rbt.id == robot_id:#找到对应的机器人
                        rbt.Move(move_dir)#控制机器人移动
                        
                g_need_syna = 1
                lock.release()

最后是服务器对整个游戏世界的同步：

syna_msg = []
syna_msg.append("robots\n")
for rbt in robot_list:#所有玩家的位置
    syna_msg.append(str(rbt.id)+" ")
    syna_msg.append(str(rbt.x)+" ")
    syna_msg.append(str(rbt.y)+" ")
    syna_msg.append(str(rbt.z)+" ")
    syna_msg.append(str(rbt.dir)+"\n")
    
syna_msg.append("bullets\n")
for bul in bullet_list:#所有子弹的位置
    syna_msg.append(str(bul.id)+" ")
    syna_msg.append(str(bul.fa)+" ")
    syna_msg.append(str(bul.x)+" ")
    syna_msg.append(str(bul.y)+" ")
    syna_msg.append(str(bul.z)+"\n")
syna_str = ''.join(syna_msg)

for clt in g_conn_pool:#发送给所有客户端
    clt.sendall(bytes(syna_str,'utf-8'))

以及客户端收到同步的消息后需要对应修改自己记录的世界（代码太长就不贴了）

完整的代码可以从这里获取（代码细节还是挺多的，就不一一说明了。而且这只是我自己实现的方式，我对python也不是很熟，凑合着看吧）
服务器
客户端

至此整个游戏的初版已经完成。
后续可以对游戏进行贴图（美术换皮），魔改子弹和技能，以及玩家视野上做一些处理。目前已经在0.1版本中加入了追踪导弹的元素。
如果有时间的话会在GitHub上继续更新。也欢迎铁子们跟我一起交流嗷。