【从零开始学Skynet】实战篇《球球大作战》（十三）：场景代码设计（下）

1、主循环

《球球大作战》是一款服务端运算的游戏，一般会使用主循环程序结构，让服务端处理战斗逻辑。如下图所示，图中的 balls 和 foods代表服务端的状态，在循环中执行“ 食物生成”“位置更新”和“碰撞检测” 等功能，从而改变服务端的状态。 scene 启动后，会开启定时器，每隔一段时间（0.2 秒）执行一次循环，在循环中会处理食物生成、位置更新等功能。

service/scene/init.lua中新增的内容：

function update(frame)
    food_update()
    move_update()
    eat_update()
    --碰撞略
    --分裂略
end

现在思考一个问题，怎样开启稳定的定时器？可以开启一个死循环协程，协程中调用update，最后用skynet.sleep让它等待一小段时间。定义服务初始化方法init：

s.init = function()
    skynet.fork(function()
        --保持帧率执行
        local stime = skynet.now()
        local frame = 0
        while true do
            frame = frame + 1
            local isok, err = pcall(update, frame)
            if not isok then
                skynet.error(err)
            end
            local etime = skynet.now()
            local waittime = frame*20 - (etime - stime)
            if waittime <= 0 then
                waittime = 2
            end
            skynet.sleep(waittime)
        end
    end)
end

它会调用skynet.fork开启一个协程，协程的代码位于匿名函数中。
pcall是为安全调用update而引入的，它的功能可以参照前面的xpcall。
waittime 代表每次循环后需等待的时间。
由于程序有可能卡住，我们很难保证“ 每隔 0.2 秒调用一次 update” 是精确的。
update 方法也需要一定的执行时间，等待时间waittime 的实际值应为 0.2减去执行时间，如下左图所示，图中 update 前的竖直黑线代表 update 的执行时间。
若某次执行时间超过间隔（如下右图第 0.2 秒执行的 update ），则程序需要加快执行，只能给很短的间隔时间。使得运行较长时间后，最终会在第N 秒执行 N×5 次 update 。

2、移动逻辑

服务端要处理的第一项业务功能是球的移动，现在实现 move_update 方法：

function move_update()
    for i, v in pairs(balls) do
        v.x = v.x + v.speedx * 0.2
        v.y = v.y + v.speedy * 0.2
        if v.speedx ~= 0 or v.speedy ~= 0 then
            local msg = {"move", v.playerid, v.x, v.y}
            broadcast(msg)
        end
    end
end

由于主循环会每隔0.2秒调用一次move_update，因此它只需遍历场景中的所有球，根据“路程 = 速度 × 时间”计算出每个球的新位置，再广播move协议通知所有客户端即可。

3、生成食物

服务端会每隔一小段时间放置一个新食物，定义 food_update 方法来实现该功能：

function food_update()
    if food_count > 50 then
        return
    end

    if math.random( 1,100) < 98 then
        return
    end

    food_maxid = food_maxid + 1
    food_count = food_count + 1
    local f = food()
    f.id = food_maxid
    foods[f.id] = f

    local msg = {"addfood", f.id, f.x, f.y}
    broadcast(msg)
end

这段代码做了如下几件事情：

判断食物总量：场景中最多能有50个食物，多了就不再生成；
控制生成时间：计算一个 0 到 100 的随机数，只有大于等于 98 才往下执行，即往下执行的概率是1/50 。由于主循环每 0.2 秒调用一次 food_update，因此平均下来每 10 秒会生成一个食物。
生成食物：创建 food 类型对象 f ，把它添加到 foods 列表中，并广播addfood 协议。生成食物时，会更新食物总量 food_count 和食物最大标识food_maxid 。

4、吞下食物

编写吃食物的 eat_update 方法：

function eat_update()
    for pid, b in pairs(balls) do
        for fid, f in pairs(foods) do
            if (b.x-f.x)^2 + (b.y-f.y)^2 < b.size^2 then
                b.size = b.size + 1
                food_count = food_count - 1
                local msg = {"eat", b.playerid, fid, b.size}
                broadcast(msg)
                foods[fid] = nil --warm
            end
        end
    end
end

它会遍历所有的球和食物，并根据两点间距离公式（见下图）判断小球是否和食物发生了碰撞。如果发生碰撞，即视为吞下食物，服务端会广播eat 协议，并让食物消失（设置 foods 对应值为 nil ）。

代码中变量名的含义如下：

pid：即playerid，指遍历到的小球对应的玩家id。
b：遍历到的ball对象。
fid：遍历到的食物id。
f ：遍历到的 food 对象。

说明：本篇的场景服务代码更多的是为了演示如何使用框架，没有很多性能考究。比如在eat_update代码中，双重嵌套for循环的计算量较大。在实际项目中，往往会使用一些简化的计算方法（后面会有简单的描述）。

至此，完成了场景服务的所有代码。

5、主服务修改

假设服务端启动时就开启了多个战场。现在修改主服务，让它开启scene服务。新增的内容

如下代码所示：

--scene (sid->sceneid)
for _, sid in pairs(runconfig.scene[mynode] or {}) do
     local srv = skynet.newservice("scene", "scene", sid)
     skynet.name("scene"..sid, srv)
end