第六章---匹配系统(下)

1.实现匹配系统的微服务

微服务可以理解为在SpringBoot之外的另外一个Server，负责处理一段独立的功能，与SpringBoot Server之间通过http通信。在游戏的匹配系统，之前是简单粗暴的放在一个集合上，当集合元素大于2时，取出两名玩家进行匹配，无法适应更加复杂的场景，因此现在要将这段程序独立出来。

微服务有多种实现方式，这里采用SpringCloud。SpringCloud和SpringBoot都相当于一个Web Server两者之间通过Http通信

由于SpringCloud实现的匹配系统和SpringBoot实现的游戏后端是并列的，因此项目结构需要改动。

1.1创建SpringCloud项目

1.2配置SpringCloud项目

在SpringCloud项目中添加依赖： Maven仓库地址 spring-cloud-dependencies

1）添加和配置

创建SpringCloud的子项目——matchingsystem

然后需要配置一些依赖。

matchingsystem本质上也是一个springboot，所以需要将父级目录backendcloud中porm.xml中的依赖，SpringWeb依赖，直接复制到子项目matchingsystem对应的porm.xml

创建application.properties，配置端口，由于游戏后端backend中是3000，这里设置为3001

2）匹配系统的简单布局

对于匹配系统而言，需要实现的接口中需要有两个函数，addPlayer和removePlayer用于添加和删除玩家

创建接口，就需要创建controller负责调用接口，service负责声明接口，service.impl负责实现接口

为了方便调试，暂时不实现具体功能。

MatchingService.java

MatchingServiceImpl.java

MatchingController.java

注意，对于MultiValueMap结构而言，运行一个key对应的多个value，并用数组保存

map.getFirst("user_id")表示user_id所对应的value数组中，第一个值001

此时MatchingController还有一个问题是，没有授权验证，这样就有外网通过其他请求来恶意攻击的风险。

与之前backend一样，添加Spring Security依赖

照着之前的代码，只用到configure这一段代码，且不涉及Jwt-token的验证，直接抄过来修改

我们期望的的是只能被后端服务器访问，而不能以其他方式访问。解决这个问题，可以根据IP地址来判断，也就是只能通过本地，而不能通过其他地方来访问。

如下图，对"/player/add/"和"/player/remove/"的请求放开

只有IP地址为本地（127.0.0.1）的Server发出的请求才是有效的。

将原来的Main函数，重命名为MatchingSystemApplication，作为Springboot的入口

这样就能够跑起来（只不过此时由于是POST的类型的请求，不支持通过浏览器直接请求）

由于请求是游戏后端backend发起的，因此还需要将两部分对接起来。

现在需要创建一个新的子项目，将之前的逻辑装在backendclound下面

1.4添加子项目—Backend

1）添加和配置

在backendcloud下面创建SpringCloud的子项目——Backend

然后，将之前的后端backend项目的src整个文件夹直接复制过来。

复制到backendcloud下面的子模块backend下面

然后将后端backend项目下的porm.xml中的依赖也粘贴到下面这个位置

其中的thymeleaf用不到，删除即可。

目前的项目结构如下：

2）连通匹配系统

首先要打通

需要将下面这段修改，目前还只是简单粗暴的进行从集合中取出User

修改如下：

将与matchpool相关的所有操作都删掉

然后在startMatching()调用时向MatchingSystem发请求，申请为玩家匹配对手，在stopMatching()和onClose() 调用时向MatchingSystem发请求，申请取消玩家的匹配，

配置RestTemplate
向MatchingSystem发请求，需要借助Springboot中的一个工具RestTemplate，它可以在两个Spring进程之间进行通信。

先配置一下这个工具，如果希望在WebSocketServer.java中使用RestTemplate，就需要加Bean注解，这样才能够取出来。

可以理解为，需要用到某个工具的时候，就定义一个它的Configuration，加一个注解Bean，返回一个它的实例。

这样在未来使用的时候，就可以通过@Autowired将其注入

原理是，如果加了@Autowired，就会看一下这个接口（或者Service）是否有一个唯一的注解为Bean的函数和它对应，如果有的话就调用这个函数，将返回值赋过来。

现在看下怎么用。

在具体用之前，需要修改下数据库。将rating字段，将bot表中，移动到user表中

同样，修改这两个表对应的pojo

并且在所用调用User和Bot构造函数的时候修改

然后进入正题。

使用RestTemplate
借助RestTemplate向MatchingSystem发请求

启动Backend模块对应的Spring服务

此时能够在服务中看到，启动了两个SpringBoot

Backend对应的端口号为3000

MatchingSystem对应的端口号为3001

用户登录之后，进行匹配，在MatchingSystem对应的控制台下面add player1 1500表示匹配系统接收到了来自后端的玩家ID为6的匹配请求。

当点击取消时，同样成功接收到了请求

控制台中看到的输出，是在匹配系统中实现的输出。

至此，游戏后端，向匹配系统发请求这一过程就完成。

接下来要实现匹配系统内部的逻辑.

1.5匹配系统

匹配系统在接收到来自游戏后端的匹配请求之后，会将当前参与匹配的所有用户，放在一个池子（数组）里面。开辟额外新线程，每隔1s就扫描一遍整个数组，将能够匹配的玩家匹配到一起。我们期望匹配相近分值的玩家，随着时间的推移，可以逐步放宽分值要求，也就是允许两名匹配玩家的分值差距较大，直到所有玩家都可以在规定时间内匹配在一块为止。具体来说，第一秒，匹配分值差距10以内的玩家，第二秒，匹配分值差距20以内的玩家…直到匹配完成为止。

现在需要将之前关于线程的那部分再重复一遍。

创建service.impl.utils.MatchingPool用于维护这样一个线程，同时创建service.impl.utils.Player来存储玩家（需要提前将Lombok依赖添加到匹配系统的porm.xml中）

对于Player类，需要考虑三个属性：用户名，积分值，等待时间

1)MatchingPool线程

对于MatchingPool，是一个多线程的类，需要继承Thread

• 创建一个列表players保存玩家
• 添加玩家的函数
• 删除玩家的函数

由于players变量多个线程（匹配线程，传入参数线程）共用，因此这个变量涉及到读写冲突，因此就需要加锁。还要注意，从列表中删除元素的时候，要注意重新判断该位置。

对于匹配系统而言，由于全局只有一个匹配线程，因此将其定义成静态变量，放在MatchingServiceImpl中。

同时在MatchingPool开一个线程，需要重写Thread的run()。对于线程的执行，我们期望周期性的执行，判断当前所有玩家中有没有匹配的。写一个死循环，Thread.sleep(1000)，每1秒中自动执行一遍。对于每一名玩家而言，每等待一秒，对应的waitingTime就会加一，相应的匹配阈值就会变大。

在matchPlayers()中，尝试匹配所有玩家

注意，java中的break：跳出当前循环；但是如果是嵌套循环，则只能跳出当前的这一层循环，只有逐层break才能跳出所有循环。continue：终止当前循环，但是不跳出循环(在循环中continue后面的语句是不会执行了)，继续往下根据循环条件执行循环。

以上用到的辅助函数

2)MatchingSystem发送请求

对于sendResult，负责将匹配的两名玩家作为参数返回到backend

也就是这个过程

因为也要用到RestTemplateConfig

所以将backend.config.RestTemplateConfig文件复制到matchingsystem.config.RestTemplateConfig

为了能让RestTemplateConfig中的Bean注入进来，添加@Component

注入之后，就可以使用RestTemplateConfig来进行SpringBoot服务之间的通信

注意要加端口号

3)Backend接收请求

为了能将匹配的a和b作为参数返回到backend，我们需要在backend写一个接收信息的方法

对于这样的一个方法而言，同样的一个流程

• service
• service.impl
• controller

变动的文件如下，除了SecurityConfig，其他的均为新增文件

StartGameService.java

StartGameServiceImpl.java

其中的WebSocketServer.startGame(aId, bId)

内容为：

public static void startGame(Integer aId, Integer bId){
    User userA = userMapper.selectById(aId);
    User userB = userMapper.selectById(bId);
    Game game = new Game(13,14,20, userA.getId(), userB.getId());
    game.createMap();

    //game是属于A和B两个玩家 因此需要赋值给A和B两名玩家对应的连接上
    userConnectionInfo.get(userA.getId()).game = game;
    userConnectionInfo.get(userB.getId()).game = game;

    game.start();//开辟一个新的线程
    JSONObject respGame = new JSONObject();
    respGame.put("a_id",game.getPlayerA().getId());
    respGame.put("a_sx",game.getPlayerA().getSx());
    respGame.put("a_sy",game.getPlayerA().getSy());
    respGame.put("b_id",game.getPlayerB().getId());
    respGame.put("b_sx",game.getPlayerB().getSx());
    respGame.put("b_sy",game.getPlayerB().getSy());
    respGame.put("map",game.getG());//两名玩家的地图一致

    //分别给userA和userB传送消息告诉他们匹配成功了
    //通过userA的连接向userA发消息
    JSONObject respA = new JSONObject();
    respA.put("event","start-matching");
    respA.put("opponent_username",userB.getUsername());
    respA.put("opponent_photo",userB.getPhoto());
    respA.put("game",respGame);
    WebSocketServer webSocketServer1 = userConnectionInfo.get(userA.getId());//获取user1的连接
    webSocketServer1.sendMessage(respA.toJSONString());

    //通过userB的连接向userB发消息
    JSONObject respB = new JSONObject();
    respB.put("event","start-matching");
    respB.put("opponent_username",userA.getUsername());
    respB.put("opponent_photo",userA.getPhoto());
    respB.put("game",respGame);
    WebSocketServer webSocketServer2 = userConnectionInfo.get(userB.getId());
    webSocketServer2.sendMessage(respB.toJSONString());
}

StartGameController.java

SecurityConfig.java，对于"/pk/start/game/"这样一个URL，只允许本地调用。

这样backend端的接收函数就实现了

4)匹配池启动

这样一个匹配池线程我们选择在Springboot启动之前随之启动

5)Debug调试

启动MatchingSystem所对应的SpringBoot服务，可以看到，每秒就会执行一次matchPlayers()

现在前端一个玩家点击“匹配”按钮

可以看到对应的waitingTime每隔一秒加1

点击取消之后，就会删除。

之后测试两个用户

很快实现匹配

为了便于测试，将两名玩家的分值差距调大。

分差100，根据匹配规则，需要满足与自己的分值差距，小于自己的等待时间*10，

$ratingDelta<=waitingTime\ast 10;(ratingDelta=100)$

意味着

$waitingTime>=10$

因此，需要两名玩家的等待时间都>=10的时候，两者匹配。

测试结果如下：

6）老板模式

有些时候玩家匹配成功之后，游戏过程中，突然老板进来了，然后此时立刻关闭网页。也就是不通过请求的方式想匹配系统发起取消匹配，而是直接断开连接。

也就是针对：玩家在匹配池，但是玩家已经断开连接

如上，报异常的原因是因为，userConnectionInfo.get(userA.getId())返回的是一个空对象，然后空对象是没有game属性的，所以会报错。

因此这里需要加一些判断。如果已经断开连接，还是将其匹配到一起，但是6秒之内没有接收到操作就会判输。

WebSocketServer.java

同时，consumer.utils.Game.java也要添加判断

如果已经断开连接，还是将其匹配到一起（不报异常），但是6秒之内没有接收到操作就会判输。