iOS APP 架构漫谈(二)

iOS APP 架构漫谈(二)

2014-11-13 10:02  编辑:pockry   分类: iOS开发  来源:不会开机的男孩

上一篇《iOS APP 架构漫谈(一)》简单介绍了information flow的概念。这篇文章简单介绍另一个在编程中非常重要的思想或工具——状态机(State machine)。 对大多数计算机专业的家伙们来说,这应该是一门比较难学的课程,里面包含一大堆揪心的名字比如DFA,NFA,还有一大堆各种各样的数学符号,又是编译原理的基础。不过很遗憾,似乎在做完编译原理课程作业之后,很多人再也没有实现过或是用过状态机了。本文通过一个游戏demo来简单描述一下状态机在实践中的应用。demo code

背景

首先看下我们的使用场景,假如我们需要设计一套联网对战的小游戏。第一个难题可能是如何建立一个通道,让2个手机相互发送消息。这里我并不打算引入server端开发,希望只是通过客户端来实现这个逻辑,这里使用LeanCloud API来简化这个过程。这样我们可以暂时不考虑技术细节,直接站在业务角度去思考如何建立这个游戏。

业务场景–邀请

正式开始游戏之前,总会有一个邀请的环节。假如我们有2个用户,分别是Host,Guest。Host创建游戏,Guest加入游戏。游戏的整个流程和我们平时玩的对战游戏流程并没有多大不同。

iOS APP 架构漫谈(二)_第1张图片

1. Host创建游戏,他就相当于进入一个等待队列里面。

2. Guest加入游戏,他从等待队列中找到一个匹配,比如Host。然后对Host发送join message

3. Host会收到很多join message。由于我们只是选择1vs1。这里假定Host同意Guest加入游戏。Host向Guest发送join confirm message

4. Guest收到join confirm message, 向Host发送Go消息,表示Guest已经进入游戏

5. Host收到Go消息。也进入游戏。

具体实现业务逻辑

现在的构想的逻辑只有5步,但其实还会包含很多逻辑,比如超时机制,重发机制。由于中间状态很多,还可能有我们没有想到过的问题。在面对这种复杂逻辑时,会通过状态机来帮助我们理顺逻辑。这时,我们脑中思考的业务其实是一个状态到一个状态的图。 如下

iOS APP 架构漫谈(二)_第2张图片

上半部分是游戏的创建者,下半部分是游戏的加入者。

一开始,尽量简化模型,这里红色剪头表示我们的正确主流路线,黑色表现出错路线。也就是说,一旦错误,就回到原始Idle状态。

开始写代码

在想清楚所有逻辑,并考虑清楚正常路线和错误路线之后,就可以开始写代码了。为了方便,这里直接使用第三方的状态机框架TransitionKit。

定义State(HOST)

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  TKState *idleState = [TKState stateWithName:@ "idle" ];
   TKState *waitingJoinState = [TKState stateWithName:@ "waitingJoin" ];
   TKState *waitingConfirmState = [TKState stateWithName:@ "waitingConfirm" ];
   TKState *goState = [TKState stateWithName:@ "go" ];
 
   [waitingConfirmState setDidEnterStateBlock:^(TKState *state, TKTransition *transition) {
       [selfWeak sendJoinConfirm];
   }];
 
   [goState setDidEnterStateBlock:^(TKState *state, TKTransition *transition) {
       NSLog(@ "happy ending" );
 
       [SVProgressHUD showSuccessWithStatus:@ "ok" ];
   }];

定义Event(HOST)

Event 是建立State到State的路径

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  TKEvent *waitingJoinEvent = [TKEvent eventWithName:CUHostGameManagerWaitingJoinEvent
                            transitioningFromStates:@[idleState]
                                            toState:waitingJoinState];
 
   TKEvent *receiveInviteEvent = [TKEvent eventWithName:CUHostGameManagerReceiveInviteEvent
                                transitioningFromStates:@[waitingJoinState]
                                                toState:waitingConfirmState];
 
   TKEvent *receiveConfirmEvent = [TKEvent eventWithName:CUHostGameManagerReceiveConfirmEvent
                                 transitioningFromStates:@[waitingConfirmState]
                                                 toState:goState];
 
   TKEvent *disconnectedEvent = [TKEvent eventWithName:CUHostGameManagerDisconnectedEvent
                                transitioningFromStates:nil
                                               toState:idleState];

定义过程(HOST)

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  - (void)startGame {
 
       NSAssert(self.session.peerId != nil, @ "" );
 
       //这里,如果不是idle,我们切换状态机到idle
       if  (![self.stateMachine.currentState.name isEqual:@ "idle" ]) {
           [self fireEvent:CUHostGameManagerDisconnectedEvent userInfo:nil];
       }
 
       //这里调用LeanCloud 入队
       AVObject *waitingId = [AVObject objectWithClassName:@ "waiting_join_Ids" ];
       [waitingId setObject:self.session.peerId forKey:@ "peerId" ];
       [waitingId saveInBackgroundWithBlock:^(BOOL succeeded, NSError *error) {
           //enqueue 之后,进入waitingJoin状态
           [self fireEvent:CUHostGameManagerWaitingJoinEvent userInfo:nil];
       }];
   }
 
   - (void)sendJoinConfirm {
       //发送加入确认消息给Guest
       AVMessage *message = [AVMessage messageForPeerWithSession:self.session
                                                    toPeerId:self.peerId
                                                     payload:@ "join_confirm" ];
       [self.session sendMessage:message transient:YES];
   }
 
   - (void)session:(AVSession *)session didReceiveMessage:(AVMessage *)message
   {
       if  ([message.payload isEqualToString:@ "join" ]) {
           //收到Join(邀请)之后,发送确认消息
           self.peerId = message.fromPeerId;
 
           //因为LeanCloud的API比较挫,watch 之后才能发送消息,但是我们不知道什么时候才watch成功。。。。
           //好在只是demo,我们只好用这种方式work around,延迟2s发送消息
           [NSObject cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:self selector:@selector(sendInviteConfirmRequest:) object:nil];
           [self performSelector:@selector(sendInviteConfirmRequest:)
                       withObject:@[message.fromPeerId]
                       afterDelay:2.0f];
       }
       else  if  ([message.payload isEqualToString:@ "go" ]) {
           //收到go消息,流程结束
           [self fireEvent:CUHostGameManagerReceiveConfirmEvent userInfo:nil];
       }
   }
 
   - (void)sendInviteConfirmRequest:(NSArray *)watchPeerIds {
       [self.session watchPeerIds:watchPeerIds];
       [self fireEvent:CUHostGameManagerReceiveInviteEvent userInfo:nil];
   }

定义State(Guest)

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  TKState *idleState = [TKState stateWithName:@ "idle" ];
   TKState *waitingReplyState = [TKState stateWithName:@ "waitingReply" ];
   TKState *goState = [TKState stateWithName:@ "go" ];
 
   [waitingReplyState setWillEnterStateBlock:^(TKState *state, TKTransition *transition) {
       [selfWeak searchingGames];
   }];
 
   [goState setDidEnterStateBlock:^(TKState *state, TKTransition *transition) {
       [selfWeak sendGo];
       NSLog(@ "happy ending" );
       [SVProgressHUD showSuccessWithStatus:@ "ok" ];
   }];

定义Event(Guest)

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  TKEvent *searchingEvent = [TKEvent eventWithName:CUGestGameManagerSearchingEvent
                            transitioningFromStates:@[idleState]
                                            toState:waitingReplyState];
 
   TKEvent *receiveConfirmEvent = [TKEvent eventWithName:CUGestGameManagerReceiveConfirmEvent
                                 transitioningFromStates:@[waitingReplyState]
                                                 toState:goState];
 
   TKEvent *disconnectedEvent = [TKEvent eventWithName:CUGestGameManagerDisconnectedEvent
                               transitioningFromStates:nil
                                               toState:idleState];

定义过程(Guest)

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- (void)joinGame {
 
   if  (![self.stateMachine.currentState.name isEqual:@ "idle" ]) {
     [self fireEvent:CUGestGameManagerDisconnectedEvent userInfo:nil];
   }
 
   [self fireEvent:CUGestGameManagerSearchingEvent userInfo:nil];
}
 
- (void)searchingGames {
   AVQuery *query = [AVQuery queryWithClassName:@ "waiting_join_Ids" ];
   [query orderByDescending:@ "updatedAt" ];
   [query setLimit:1];
 
   [query findObjectsInBackgroundWithBlock:^(NSArray *objects, NSError *error) {
     NSMutableArray *installationIds = [[NSMutableArray alloc] init];
     for  (AVObject *object  in  objects) {
       if  ([object objectForKey:@ "peerId" ]) {
         [installationIds addObject:[object objectForKey:@ "peerId" ]];
       }
     }
 
     [self.session watchPeerIds:installationIds];
 
     [NSObject cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:self selector:@selector(sendJoinRequest) object:nil];
     [self performSelector:@selector(sendJoinRequest)
                withObject:nil
                afterDelay:2.0f];
   }];
}
 
- (void)sendJoinRequest {
 
   for  (NSString *item  in  self.session.watchedPeerIds) {
     AVMessage *message = [AVMessage messageForPeerWithSession:self.session
                                                      toPeerId:item
                                                       payload:@ "join" ];
     [self.session sendMessage:message transient:YES];
   }
}
 
- (void)sendGo{
   AVMessage *message = [AVMessage messageForPeerWithSession:self.session
                                                    toPeerId:self.otherPeerId
                                                     payload:@ "go" ];
   [self.session sendMessage:message transient:YES];
}

最后

state machine 是一个蛮厉害的锤子,只要是一个工具,就肯定会被滥用。。。state machine最大的好处是在于,方便我们思考清楚所有细节,主线,和错误流程。避免因为考虑不周全而产生的bug。结合之前的information flow的思路,会让我们的软件设计更加清楚。



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