हम iOS और Android पर मोबाइल गेम "शब्दों से शब्द बनाएं", C ++ में लिखे गए मल्टीप्लेयर को फास्ट करते हैं

इससे पहले, मैंने एंड्रॉइड और आईओएस पर एक मोबाइल शब्द गेम विकसित करने के अपने अनुभव के बारे में लिखा था, जो बहुत लोकप्रिय है, और मैंने इसे मल्टीप्लेयर मोड को तेज करने का फैसला किया, जब दो खिलाड़ी आपस में प्रतिस्पर्धा करते हैं, बदले में शब्द बनाते हैं, सर्गेई सुपोनेव के टेलीकास्ट के अंतिम दौर के रूप में। घंटा। ”



मल्टीप्लेयर का अध्ययन करने और उसे लागू करने में मुझे डेढ़ महीने का समय लगा, लेख में मैं स्रोत कोड के उदाहरणों के बिना अवधारणा का वर्णन करने की कोशिश करूंगा, जो किए गए काम की मात्रा से एक निचोड़ बनाता है।

थोड़ा सा इतिहास

आवेदन सी ​​+ + में मार्मलेड एसडीके का उपयोग करते हुए लिखा गया था। तब से, विक्रेता ने इस प्लेटफ़ॉर्म का समर्थन करना बंद कर दिया है, जो जापानियों को बेच रहा है, और इस विकास का भविष्य बहुत अस्पष्ट हो गया है।



सवाल उठता है कि वर्तमान परियोजनाओं को उनके आगे समर्थन के लिए क्या करना है।

क्यों नहीं cocos2d-x

Cocos2d-x सबसे सामान्य C ++ क्रॉस-प्लेटफॉर्म मोबाइल गेम डेवलपमेंट इंजनों में से एक है। जाहिर है, इसके स्वतंत्र और खुले स्रोत कोड के कारण। इंजन खराब रूप से प्रलेखित है। विवरण इंजन के छोटे हिस्से को कवर करता है और अधिकांश सामग्री लंबे समय तक पुरानी है।

एक अवधि के परिणामों के आधार पर, मैं अभी भी अपने एप्लिकेशन का प्रोटोटाइप बनाने में कामयाब रहा। लेकिन इंप्रेशन बहुत खराब थे: ऐसा लगता है कि कोकोस 2 डी-एक्स घुटने पर इकट्ठा है। अमूर्त दृश्य, स्प्राइट, अनुप्रयोग प्रतिनिधि के स्तर मुझे बहुत असहज लग रहे थे, और नारियल मंच पर सवालों के जवाब तलाशने की आवश्यकता आपको तेजी से इस विचार की ओर ले जाती है कि आप कुछ गलत कर रहे हैं। शायद मेरे हाथ गलत जगह से बढ़ रहे हैं।

मेरी पसंद एसडीएल पर गिर गई

SDL , जैसे Marmalade SDL, एक इंजन नहीं है, एक प्लेटफॉर्म है। यह एक निम्न-स्तरीय एपीआई प्रदान करता है, जिससे मैं तब अमूर्त स्तरों का निर्माण करता हूं जो मेरे लिए सुविधाजनक हैं। यह सब सी में लिखा गया है, स्रोत कोड खुला है।

संक्षेप में, एसडीएल ऑपरेटिंग सिस्टम से ग्राफिक्स, ध्वनि और प्रसंस्करण संदेशों के साथ काम करने के लिए एक मुफ्त क्रॉस-प्लेटफॉर्म लाइब्रेरी है। यह एक win32 बनाने और विंडोज पर गेम के तर्क को डिबग करने के लिए बहुत सुविधाजनक है, मोबाइल एमुलेटर और भौतिक उपकरणों के लिए केवल ओएस-विशिष्ट कार्यक्षमता को डीबग करना है।

सौभाग्य से या दुर्भाग्य से, एसडीएल आईओएस और एंड्रॉइड के लिए एक मल्टीप्लेयर विकसित करने जैसे संकीर्ण कार्य के लिए उपकरण प्रदान नहीं करता है, इसलिए मुझे स्वयं संबंधित सेवाओं के साथ एकीकृत करना पड़ा।

Multithreaded अनुप्रयोग वास्तुकला

आवेदन के तर्क और ग्राफिक्स के साथ सभी काम मुख्य धागे में लागू होते हैं, जो एक संदेश प्रसंस्करण चक्र है और मुख्य कार्य में शुरू होता है। इस स्ट्रीम को SDL थ्रेड कहें। अन्य धागे, बदले में, कतार में प्रसंस्करण के लिए घटनाओं (SDL_PushEvent) को फेंक देते हैं, और वह SDL_WaitEvent और SDL_PollEvent का उपयोग करके उन्हें इससे पढ़ता है। ये या तो सिस्टम द्वारा फेंकी गई सिस्टम ईवेंट हैं और जिनका समर्थन पहले से ही एसडीएल में लागू है, या कॉलबैक और लिसनर-एस के कॉल हैं, जिन्हें हम पहले से ही एसडीएल कार्यक्षमता से परे लागू करते हैं।



सभी खेल तर्क C ++ में लिखे गए हैं। प्रोजेक्ट निर्देशिका में * .cpp फ़ाइलों का एक सेट होता है, जिन्हें तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

• क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म - उन फ़ाइलों को जो सभी प्लेटफार्मों (गेम लॉजिक) की असेंबली में शामिल हैं;
• मोनोप्लाकॉर्डर, अर्थात अपनी सुविधाओं को लागू करने के लिए किसी एक मंच के आवेदन में शामिल हैं।

तदनुसार, प्रत्येक प्लेटफ़ॉर्म के डिज़ाइन के लिए तीन अलग-अलग निर्देशिकाएं हैं:

• proj.win32 - परियोजना VS2017 सामुदायिक संस्करण;
• proj.android - ग्रैडल का उपयोग करके एंड्रॉइड प्रोजेक्ट;
• proj.ios - iOS के लिए Xcode प्रोजेक्ट।

मल्टीप्लेयर सेवाओं के साथ एकीकरण

अब हमें एक अलग परत को गोंद करने की आवश्यकता है, जो इस तरह की कार्यक्षमता के लिए जिम्मेदार होगी:

• एक प्रतिद्वंद्वी के लिए खोज, खेल के लिए कनेक्शन;
• प्रतिद्वंद्वियों के बीच संदेश;
• खेल के कमरे से बाहर निकलें;
• लीडरबोर्ड में खिलाड़ी अंक फिक्सिंग।

IOS और Android दोनों प्लेटफ़ॉर्म रियल-टाइम मल्टीप्लेयर (RTMP) का समर्थन करते हैं। Android के मामले में, हम Google Play Services (GPS), iOS, गेम सेंटर के मामले में एकीकृत करते हैं। पहले, Google ने iOS के साथ एकीकरण का समर्थन किया था, लेकिन इस साल इसे छोड़ने का फैसला किया।

इस लेख में, मैं उन कार्यों का वर्णन नहीं करूँगा जिन्हें आपको मल्टीप्लेयर को कॉन्फ़िगर करने के लिए Google Play कंसोल और AppStoreConnect में प्रदर्शन करने की आवश्यकता है, मैं कक्षाओं और एकीकरण विधियों के विनिर्देश का वर्णन नहीं करूंगा - यह सब विक्रेता साइटों पर वर्णित है।

अगला, मैं संक्षेप में वर्णन करूंगा कि प्रत्येक प्लेटफॉर्म के लिए प्रोजेक्ट में क्या बदलाव किए जाने की आवश्यकता है।

एंड्रॉयड

कैसे? मैंने अभी तक यह नहीं कहा है? Android NDK का उपयोग C ++ कोड संकलित करने के लिए किया जाता है। हालाँकि, यदि आप एक Android डेवलपर हैं, तो आप पहले से ही जानते हैं।

Google Play Services को एंड्रॉइड प्रोजेक्ट में एकीकृत करने के सामान्य निर्देशों को एंड्रॉइड डेवलपर्स के लिए साइट पर वर्णित किया गया है। अपनी परियोजना में मैं निम्नलिखित निर्भरता का उपयोग करता हूं:

implementation 'com.google.android.gms:play-services-games:16.0.0' implementation 'com.google.android.gms:play-services-nearby:16.0.0' implementation 'com.google.android.gms:play-services-auth:16.0.1' 

प्रारंभ में, विचार सी ++ एपीआई का उपयोग करना था, जो बिना स्रोतों के संकलित स्थिर पुस्तकालयों के रूप में आता है। इस तथ्य के कारण कि पुस्तकालयों की सूची में x86_64 प्लेटफ़ॉर्म के लिए कोई असेंबली नहीं है, मैंने फैसला किया कि Google के लोग वास्तव में इस एसडीके की प्रासंगिकता की निगरानी नहीं करते हैं और जेएनआई के रैपर के साथ लपेटकर इस परत को जावा में लिखने के लिए अपनी बाइक का आविष्कार करने का फैसला किया है। और फिर, मुझे स्रोत कोड के बिना काम के रूप में एक अतिरिक्त निर्भरता की आवश्यकता क्यों है जो जावा के अंदर अभी भी जावा को खींचती है? जावा कक्षाओं की प्रासंगिकता के अलावा, आपको इन कामों की प्रासंगिकता की निगरानी करने की भी आवश्यकता होगी।

एक गाइड के रूप में, मैंने Google नमूने से एक अच्छा उदाहरण इस्तेमाल किया। इसके लिए Google को धन्यवाद। Apple, Google से एक उदाहरण लेते हैं!

आईओएस

गेम सेंटर के साथ एकीकृत करने के लिए, आपको गेमकीट ढांचे को जोड़ना होगा। हम एक * .m- फ़ाइल में गेम सेंटर के साथ संपूर्ण एकीकरण परत का वर्णन करते हैं और एक अलग * .h फ़ाइल के माध्यम से इसे इंटरफ़ेस प्रदान करते हैं। चूंकि C ++ ऑब्जेक्टिव-सी भाषा का सबसेट है, इसलिए एक प्रोजेक्ट में * .cpp और * .m फ़ाइलों के असेंबली के साथ कोई समस्या नहीं होगी।

आधिकारिक दस्तावेज के अलावा , उन्हें इस परियोजना द्वारा निर्देशित किया गया था : GameCenterManager । सच है, उदाहरण से कुछ चीजें पहले से ही पुरानी हैं, Xcode 10 आपको यह बताएगा और आप पुरानी कार्यक्षमता को नए के साथ बदल देंगे।

मल्टीप्लेयर परत के साथ काम करने का सिद्धांत

एकल प्रविष्टि बिंदु

दोनों प्लेटफार्मों पर मल्टीप्लेयर के साथ काम करने की सुविधाओं का अध्ययन करने के बाद, मैंने अपने आवेदन के लिए एक एकल सी ++ एब्सट्रैक्शन बनाया और संकलन के समय, इसी कार्यान्वयन को "फिट" करता है, जो विशेष प्लेटफॉर्म पर निर्भर करता है। यही है, मेरे एप्लिकेशन को किसी भी Google Play सेवा, गेम सेंटर और उनकी विशेषताओं के बारे में नहीं पता है। यह जानता है कि केवल C ++ एपीआई इसे प्रदान करता है, जहां उदाहरण के लिए, ऐसे तरीके हैं:

 SignIn() //     SignOut() //     LeaveRoom() //    SendMessage(...) //    ShowLeaderboards() //    SubmitScore(...) //    ... 

एक प्रतिद्वंद्वी के लिए खोजें

खिलाड़ी अपने संपर्कों की सूची से एक दोस्त को आमंत्रित कर सकता है, या एक यादृच्छिक प्रतिद्वंद्वी के साथ खेल शुरू कर सकता है। आमंत्रण प्राप्त करने वाला खिलाड़ी इसे स्वीकार या अस्वीकार कर सकता है। इन सभी परिदृश्यों के लिए, मैं उपयोग की जाने वाली सेवा के मानक इंटरफ़ेस का उपयोग करता हूं। मैं यह नोट करना चाहूंगा कि Google mScript बहुत अच्छा iOS iOS दिखाता है। हो सकता है किसी दिन मेरे हाथ वहाँ पहुँच जाएँ और मैं डोमिनोज़ और युवा महिलाओं के साथ अपना इंटरफ़ेस लिखूँ।

गेम रूम से कनेक्शन

जब दो खिलाड़ी वर्चुअल गेम रूम से जुड़ते हैं, तो वे संबंधित कॉलबैक प्राप्त करते हैं। अब आपको यह चुनने की आवश्यकता है कि मेजबान कौन होगा।

मेजबान चयन

खिलाड़ियों में से आपको एक मेजबान चुनने की आवश्यकता है, ताकि वह खेल की प्रारंभिक स्थिति को निर्धारित करे।
सामान्य स्थिति में खिलाड़ियों के बीच संदेशों को रूट करने के संभावित तरीकों पर विचार करें। कृपया ध्यान दें कि दूसरे अवतार में, मेजबान को एक राउटर की भूमिका भी सौंपी जाती है।



चूंकि मेरे पास हमेशा खेल में केवल दो खिलाड़ी होते हैं, यह पता चलता है कि मेरे पास सहकर्मी से सहकर्मी कनेक्शन का एक विशेष मामला है। और इसलिए, केवल प्रारंभिक अवस्था की परिभाषा मेजबान भूमिका पर आती है, अर्थात्, उस शब्द का विकल्प जिससे शब्द बना होगा।

इसलिए, खेल कक्ष से जुड़े खिलाड़ियों के बाद, प्रत्येक खिलाड़ी खेल के प्रतिभागियों के पहचानकर्ताओं की सूची जानता है जो शुरू हो गया है। हम इसे प्रतिभागी की सूची कहेंगे। प्रतिभागी खेल प्रतिभागी का एक निश्चित विशिष्ट स्ट्रिंग पहचानकर्ता है, जिसे सेवा द्वारा सौंपा गया है। आपको यह चुनने की आवश्यकता है कि उनमें से कौन मेजबान होगा, इसे स्वयं होस्ट में लाएं और दूसरे को बताएं कि उसके प्रतिद्वंद्वी को मेजबान के रूप में चुना गया है। यह कैसे करना है?

Android होस्ट चयन

मुझे Google डॉक में होस्ट चुनने के बारे में कोई सलाह नहीं मिली। वे चुप हैं, पक्षपातपूर्ण हैं। लेकिन stackoverflow.com पर अच्छे लोगों ने वीडियो के लिए एक लिंक दिया, जो निम्नलिखित सिद्धांत के बारे में विस्तार से बताता है:

• प्रत्येक भागीदार प्रतिभागी की सूची को क्रमबद्ध करता है (आरोही या अवरोही - इससे कोई फर्क नहीं पड़ता, मुख्य बात यह है कि हर कोई एक ही क्रम में करता है);
• प्रत्येक प्रतिभागी सूची से पहले प्रतिभागी के साथ अपने प्रतिभागी की तुलना करता है;
• यदि वे मैच करते हैं, तो वर्तमान खिलाड़ी को यह चुनने का अधिकार दिया जाता है कि मेजबान कौन होगा। वह एक सिक्का फेंकता है, यादृच्छिक () खींचता है, जिससे मौजूदा प्रतिभागियों से एक मेजबान का चयन होता है, और सभी को बताता है कि मेजबान कौन है।

IOS पर होस्ट चयन

IOS के लिए, एक selectBestHostPlayerWithCompletionHandler विधि है, जो कि Android के लिए मेरे द्वारा वर्णित की तुलना में होस्ट चयन परिदृश्य को बहुत सरल करता है। लेकिन इस पद्धति के लिए कॉल के दौरान ध्यान देने योग्य देरी को देखते हुए, यह नेटवर्क की प्रतिक्रिया मापदंडों, पिंग के उपायों और इन आंकड़ों के आधार पर निर्णय लेता है कि मेजबान कौन होना चाहिए। ऊपर क्लाइंट-सर्वर आर्किटेक्चर के लिए यह अधिक संभावना है, जहां मेजबान एक राउटर के रूप में कार्य करता है। एक निजी पीयर-टू-पीयर कनेक्शन के मेरे संस्करण में, इसका कोई मतलब नहीं है, और समय बचाने के लिए, मैंने एंड्रॉइड के लिए जो किया था, उसके समान एक सिद्धांत का उपयोग करता हूं।

खिलाड़ियों के बीच मैसेज करना

संदेश क्या है? एक संदेश बाइट्स की एक सरणी है।

• जावा में, यह एक प्रकार है:

   byte[] 

• उद्देश्य-सी में, यह है:

   NSData * 

• C ++ में, मैं उपरोक्त सभी को मैप करता हूं

   std::vector<Uint8> 

संदेश भेजने के 2 प्रकार हैं:

• विश्वसनीय - कतार के माध्यम से गारंटीकृत वितरण। महत्वपूर्ण संदेश देने के लिए उपयोग किया जाता है।
• अविश्वसनीय - गैर-गारंटीकृत वितरण। उपयोग किए गए संदेश जिनकी डिलीवरी की सफलता को उपेक्षित किया जा सकता है।

अविश्वसनीय आमतौर पर विश्वसनीय से अधिक तेजी से दिया जाता है। आप विक्रेताओं की वेबसाइट पर अधिक पढ़ सकते हैं:

• Google Play सेवाएं: रीयल-टाइम मल्टीप्लेयर
• गेम सेंटर प्रोग्रामिंग गाइड: रियल-टाइम मैच

हम इस सरणी का उपयोग कैसे करेंगे? बहुत सरल:

• पहले बाइट में हम संदेश का प्रकार लिखेंगे।
• यदि संदेश में कोई पैरामीटर होगा, तो हम उन्हें निम्नलिखित बाइट्स में डाल देंगे। प्रत्येक प्रकार के संदेश के लिए जो जोड़े गए हैं। मापदंडों, हम क्रमबद्धता और deserialization के हमारे कार्य को लागू करते हैं।
• संदेश के अंत में अखंडता की जांच करने के लिए हम एक चेकसम डालेंगे।

इसलिए, हम खेल के दौरान उन संदेशों के प्रकारों से दुश्मनी को परिभाषित करते हैं जो खिलाड़ी आपस में आदान-प्रदान करेंगे:

• मुझे मेजबान द्वारा चुना गया है। मैं प्रारंभिक स्थिति से अवगत कराता हूं। अब मेरी बारी है (पैरामीटर: मैसेजिंग प्रोटोकॉल का संस्करण संख्या, स्रोत शब्द);
• आप होस्ट द्वारा चुने गए हैं। मैं आपसे सुनने के लिए उत्सुक हूं;
• मैं शब्द को खोलता हूं (कॉल करता हूं)। अब आपकी बारी है (पैरामीटर: नामित शब्द);
• मैं हार मान लेता हूं। तुम जीत गए;
• मैं इस कदम के दौरान एक शब्द नहीं बना सका। तुम जीत गए;
• मैं बदला लेने के लिए सहमत हूं;
• मैंने खेल छोड़ दिया;
• संदेश पार्स करने में त्रुटि। ख़ाली;
• मैसेजिंग प्रोटोकॉल का आपका संस्करण पुराना है। एप्लिकेशन अपडेट की जांच करें। ख़ाली;
• मैसेजिंग प्रोटोकॉल का मेरा संस्करण पुराना है। अद्यतन की जाँच करने की आवश्यकता है। ख़ाली;
• पिंग (सिस्टम संदेश);

जब आवेदन एक प्रतिद्वंद्वी से एक आने वाले संदेश प्राप्त करता है, तो संबंधित कॉलबैक कहा जाता है, जो बदले में इसे प्रसंस्करण के लिए मुख्य एसडीएल थ्रेड में भेजता है।

कनेक्शन की निगरानी

गेम सेवाओं (Google की, जो कि Apple की है) की श्रोता कार्यक्षमता है, जो एक रूप में या किसी अन्य से हमें किसी प्रतिद्वंद्वी से वियोग के बारे में बताने के लिए डिज़ाइन की गई है। लेकिन, मैंने देखा कि यदि किसी एक खिलाड़ी को इंटरनेट से हटा दिया जाता है, तो दूसरे को तुरंत पता नहीं चलेगा कि पहले वाले ने डिस्कनेक्ट कर दिया है और उसके साथ खेलने वाला कोई नहीं है। कॉलबैक को ऐसे मामलों में नहीं कहा जाता है, या एक लंबे समय के बाद कॉल किया जाता है। ताकि इस मामले में दूसरा खिलाड़ी कैंसर के पहाड़ पर सीटी बजने का इंतजार न करे, मुझे इस कनेक्शन पर काम करने की अपनी निगरानी खुद करनी थी:

• प्रत्येक खिलाड़ी प्रति सेकंड प्रतिद्वंद्वी को एक पिंग संदेश भेजता है;
• प्रत्येक खिलाड़ी जांचता है: यदि प्रतिद्वंद्वी से 5 सेकंड से अधिक के लिए कोई संदेश नहीं था, तो कनेक्शन खो गया है, हम खेल से बाहर निकलते हैं।

परिणाम

किए गए काम के परिणामस्वरूप, मुझे एक गेम मिला जिसे मैं अपने दोस्तों और परिवार के साथ खेलता हूं। मैं iOS और Android दोनों पर खेलता हूं।

सच है, आईओएस पर एक अति सूक्ष्म अंतर है - किसी कारण के लिए, लीडरबोर्ड में चश्मा तय नहीं किए गए हैं, जिसके बारे में मैं वर्तमान में एप्पल समर्थन के साथ पत्राचार कर रहा हूं।

मुझे उम्मीद है कि यह लेख मेरी टीम के सदस्यों और उन लोगों के लिए उपयोगी होगा जो मोबाइल एप्लिकेशन विकसित करने में रुचि रखते हैं। आपका ध्यान के लिए धन्यवाद।