Programação de jogos MMO com
DALua
Ricardo Costa
Sumário
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Biblioteca DALua
Projeto de jogo MMORPG
Ferramenta de Testes
Resultados dos Testes
Conclusão
Biblioteca DALua
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Camada de abstração sobre o ALua 6.0
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ALua: sistema de comunicação assíncrona entre processos
Fornece várias facilidades para a implementação de
sistemas distribuídos
Contém módulos especializados:
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dalua
dalua.app
dalua.causal
dalua.events
dalua.mutex
dalua.timer
dalua.total
Biblioteca DALua
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Cada máquina pode executar vários processos DALua
Os processos são identificados por uma string única (ex.:
[email protected])
A rede DALua é totalmente conectada (não há
roteamento)
É possível comunicar-se com processos que não usam
DALua através de canais TCP
Módulo dalua
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Envio de mensagens
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dalua.send(dest_procs, nome_func, arg1, arg2, ...)
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dalua.acksend
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Cada mensagem é uma chamada de função remota
dest_procs pode ser um ou mais identificadores de processo
Argumentos podem ser number, string, boolean, table ou function
Retorna um identificador único para a chamada
Processos destinatários enviam uma confirmação de recebimento
Exemplo
-- Envia uma chamada à função print do processo 2
dalua.send([email protected], “print”, “hello world!”)
Módulo events
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Quando uma ação é finalizada, um evento correspondente
é disparado
Publish/Subscribe: os processos podem registrar-se para
receber os eventos desejados e tratá-los se necessário
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dalua.events.monitor(nome_evento, tratador_do_evento)
dalua.events.ignore(nome_evento, tratador_do_evento)
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nome_evento é uma string
tratador_do_evento é uma função
Tratador recebe argumentos sobre o evento
É possível disparar seus próprios eventos
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dalua.events.raise(nome_evento, lista_procs, arg1, arg2...)
Módulo events
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Exemplo
require(“dalua”)
local contador = 5
function envia()
dalua.send(dalua.self(), “print”, “hello world!”)
contador = contador – 1
if contador == 0 then
dalua.events.ignore(“dalua_send”, envia)
end
end
dalua.events.monitor(“dalua_init”, envia)
dalua.events.monitor(“dalua_send”, envia)
dalua.init(“127.0.0.1”, 4321)
dalua.loop()
Módulo mutex
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Suporte a exclusão mútua distribuída
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dalua.mutex.create(nome_mutex, procs)
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dalua.mutex.enter(nome_mutex, mutex_cs, arg1, arg2...)
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Efetua um pedido para entrar na região crítica
Ao conseguir, chama a função mutex_cs e seus argumentos
dalua.mutex.leave(nome_mutex)
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Cria um Mutex com nome nome_mutex dentre os processos
especificados na tabela procs
Libera o acesso à região crítica a outros processos
dalua.mutex.add(nome_mutex, proc)
dalua.mutex.remove(nome_mutex, proc)
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Adiciona ou remove processos no Mutex existente
Módulo app
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Aplicação: um grupo de processos
Processos podem criar, entrar e sair de aplicações
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dalua.app.init()
dalua.app.create(nome_app)
dalua.app.join(nome_app)
dalua.app.leave(nome_app)
dalua.app.destroy(nome_app)
Cada processo da aplicação conhece a lista de processos
participantes
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dalua.app.processes(nome_app)
dalua.app.applications()
Módulo app
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Exemplo: criando uma aplicação
function inicio()
dalua.app.init()
end
function appinit()
dalua.app.create(“Grupo”)
end
function joined(event, status, app, proc)
print(“Processo ”..proc..“ entrou em ”..app)
dalua.send(dalua.app.processes(“Grupo”), “print”,
“Olá membros do Grupo!”)
end
dalua.events.monitor(“dalua_init”, inicio)
dalua.events.monitor(“dalua_app_init”, appinit)
dalua.events.monitor(“dalua_app_join”, joined)
Módulo timer
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Permite executar tarefas periodicamente
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dalua.timer.add(proc, periodo, nvezes, func, arg1, arg2...)
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dalua.timer.remove(timerid)
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Cria um timer que executa a função func e seus argumentos no
processo proc por nvezes a cada periodo segundos.
func e os argumentos têm o mesmo formato do dalua.send
Se nvezes for igual a zero, executa indefinidamente
Retorna um identificador de timer
Para e remove o timer especificado (se ainda existir)
Exemplo
dalua.timer.add(dalua.self(), 1, 10, “print”,
“1 segundo se passou...”)
Projeto de jogo MMORPG
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Desenvolvemos um protótipo de Massively Multiplayer
Online Role-Playing Game usando DALua
Arquitetura cliente-servidor escalável para aceitar um
grande número de clientes conectados simultaneamente
Sistema composto por:
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Clientes de jogo
Servidores de login
Banco de dados
Servidores de jogo
Servidores de Jogo
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Sistema dividido em dois clusters de servidores:
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Front-end: mantém as conexões dos clientes, distribuídas
uniformemente entre os nós do cluster
Back-end: gerencia o estado do jogo, que é balanceado entre
os nós do cluster de acordo com a carga de cada parte do
mapa
Os clusters fazem parte de uma aplicação DALua e
comunicam-se pela rede local
A conexão dos clientes é feita por canais TCP
O cluster pode ser alterado em tempo de execução
Arquitetura dos Servidores de Jogo
Ferramenta de Testes
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Para testar o desempenho e a escalabilidade do sistema,
desenvolvemos o Massive Online Test (MOT)
Feito com DALua e IUPLua para a interface de controle
Controla máquinas de teste para disparar grandes
quantidades de clientes
Cria processos “espiões” para coletar informações
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Uso de memória RAM (disponível/total)
Uso de CPU (%)
Latência de conexão e de resposta (ms)
Tráfego de rede (bytes recebidos/enviados por segundo)
MOT em Funcionamento
Resultados dos Testes
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Configuração dos clusters:
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3 servidores de jogo front-end
4 servidores de jogo back-end
3000 clientes
Obtivemos bom desempenho e baixa latência (< 10 ms)
O uso de CPU mostrou-se adequado, nunca saturando a
capacidade total das máquinas do cluster
A ferramenta de testes MOT torna possível o diagnóstico
de problemas de desempenho encontrados em sistemas
distribuídos
Conclusão
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Foi possível desenvolver um complexo sistema de
clusters de forma simplificada com o DALua
A linguagem Lua não deixou a desejar em desempenho
Nosso protótipo de MMORPG foi uma ótima maneira de
testar e aprimorar a biblioteca DALua
A ferramenta de testes MOT mostrou-se extremamente
útil para analisar o desempenho desse tipo de aplicação
Referências
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ALua
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DALua
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http://alua.inf.puc-rio.br/dalua
“Arquitetura para Servidores de Jogos Online
Massivamente Multiplayer”
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
http://alua.inf.puc-rio.br
Link no site do DALua
Contato:
[email protected]
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