Programação de jogos MMO com DALua
Ricardo Costa
Sumário Biblioteca DALua Projeto de jogo MMORPG Ferramenta de Testes Resultados dos Testes Conclusão
Biblioteca DALua Camada de abstração sobre o ALua 6.0
ALua: sistema de comunicação assíncrona entre processos
Fornece várias facilidades para a implementação de sistemas distribuídos
Contém módulos especializados: dalua dalua.app dalua.causal dalua.events dalua.mutex dalua.timer dalua.total
Biblioteca DALua 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 Envio de mensagens
dalua.send(dest_procs, nome_func, arg1, arg2, ...) 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
dalua.acksend 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 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 dalua.events.monitor(nome_evento, tratador_do_evento) dalua.events.ignore(nome_evento, tratador_do_evento)
nome_evento é uma string tratador_do_evento é uma função
Tratador recebe argumentos sobre o evento É possível disparar seus próprios eventos
dalua.events.raise(nome_evento, lista_procs, arg1, arg2...)
Módulo events 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) endend
dalua.events.monitor(“dalua_init”, envia)dalua.events.monitor(“dalua_send”, envia)dalua.init(“127.0.0.1”, 4321)dalua.loop()
Módulo mutex Suporte a exclusão mútua distribuída
dalua.mutex.create(nome_mutex, procs) Cria um Mutex com nome nome_mutex dentre os
processos especificados na tabela procs dalua.mutex.enter(nome_mutex, mutex_cs, arg1,
arg2...) Efetua um pedido para entrar na região crítica Ao conseguir, chama a função mutex_cs e seus
argumentos dalua.mutex.leave(nome_mutex)
Libera o acesso à região crítica a outros processos dalua.mutex.add(nome_mutex, proc) dalua.mutex.remove(nome_mutex, proc)
Adiciona ou remove processos no Mutex existente
Módulo app Aplicação: um grupo de processos Processos podem criar, entrar e sair de
aplicações 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 dalua.app.processes(nome_app) dalua.app.applications()
Módulo app Exemplo: criando uma aplicaçãofunction 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 Permite executar tarefas periodicamente
dalua.timer.add(proc, periodo, nvezes, func, arg1, arg2...) 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
dalua.timer.remove(timerid) Para e remove o timer especificado (se ainda existir)
Exemplodalua.timer.add(dalua.self(), 1, 10, “print”, “1 segundo se passou...”)
Projeto de jogo MMORPG 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: Clientes de jogo Servidores de login Banco de dados Servidores de jogo
Servidores de Jogo Sistema dividido em dois clusters de servidores:
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 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 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 Configuração dos clusters:
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 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 ALua
http://alua.inf.puc-rio.br DALua
http://alua.inf.puc-rio.br/dalua “Arquitetura para Servidores de Jogos Online
Massivamente Multiplayer” Link no site do DALua
Contato: [email protected]
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