Java实现联机Ateroids飞船陨石小游戏（多线程，网络）

计量经济本科在读，断断续续学编程一段时间了，还是个编程小白，一直没有什么连续的输出，不能完全解决问题，很有挫败感。立个flag，希望写出来的东西通熟易懂，每天进步一点点。如有错误，请多多指正。

开始之前，需要大家大致知道IP Address(IP 地址), ports(通信端口), sockets的概念。打一个比喻，你要去一栋大楼里面办护照，然后你通过IP地址找到了它，然后办护照的办公室在201（port 想象成一个电脑上实现某个功能的application），你去到那个办公室以后递交了申请护照所需的材料，然后领导了护照的过程（socket 沟通的过程）。IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。通常每台联网的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。一个进程通过internet socket，将它的输入与输出，与一个特定的传输协议，一个通信端口，与IP地址，关系起来。这个关系动作，称为绑定（binding），在这之后，就可以通过网络提交与接收数据（这里我们用的是接收发送datagram packtes）。

游戏主要功能

• 用UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议实现稳定的多人联机飞行器陨石小游戏。
• 主要功能菜单：
  -单机玩小游戏
  -能够Host联机多人游戏，同步更新
  -能够旁观(Spectator)多人游戏
  -能够临时加入游戏，或者离开游戏
  -Score board.
• 游戏规则：子弹，飞船，陨石三件套。除了飞船和飞船相撞不会损毁，其余组合都会有一方被损毁。多人联网游戏，活到最后的飞船得一分。单人游戏按摧毁陨石数目得分。
• 每一个用户有一个用户名，不同用户飞船颜色不同
• High score persistence. 得分存到数据库，然后Score board会从高倒低排序。
• 主要涉及的知识点有networking between the server and the client 和multi-threads.

程序结构设计

• main package asteroids有3个packages(net, gui, userTypes, model)和一个main class.
• net package有五个class，主要用于networking。
  -server 包含了三个class: ClientAccepter, ShipReceiver, ModelSender分别用来接收注册用户，Host接收飞船， Host传送整个Game Model给clients。
  -client 包含了两个class：ShipSender, ModelReceiver
• gui package 包含了三个class （AsteroidsPanel, Asteroids Frame, Player）， 主要用来画游戏框架，飞船，陨石一类的游戏物件，这些物件会根据玩家按键来操作。
• userTypes 有一个abstract super-class 叫做User，User有四个sub-class 分别是玩家种类(SinglePlayer, Joiner, Spectator, Host)，也用到了gui package的player class。
  

设计模式

• MVC: 用来分开GameModel, View(AsteroidsFrame, AsteroidsPanel)和Controller(Player)
• Factory Pattern: 用在构造Asteroids, Spaceship和Bullets物件。都是super-class GameObject的subclass。这样做的好处在于我们的client在创建对象时，并不需要知道具体要创建对象的哪个class。
• Observer pattern: 因为存在对象间的one-to-many relationships。所以一个对象状态改变，我们想要其它与之关联的对象也自动变化。在这里，Player是我们的Subject class，User是我们的Observer class (包含了Joiner, Host, Spectator和SinglePlayer).
• 其它Patterns: 有些pattern并没有完全用到。很多已经被封装在server的实现里。比如说Transfer Object pattern 和 Command pattern。
• Database (Score.java)用了ObjectDB。也用到Factory Pattern的概念（EntityManagerFactory）。

网络设计

如果一个client想要参与游戏，他需要输入自己的用户名和Host的IP地址。接着，用户名，IP地址，client port number还有client的种类（也就是User 的种类）被Host Game的ClientAccepter接收，如果client是Joiner，紧接着一艘有着那个用户名的飞船就被创建了。Host的ModelSender就知道具体哪个IP地址需要被Broadcast整个Host的Game Model。

这里ModelSender, ModelReceiver共用一个port（想象成一个传输游戏组建的application）；ShipSender, ShipReceiver共用一个port； ClientAccepter用一个port (ClientRegister被包含在了Joiner class里)。

• 如果client是joiner，他会接收Host传输来的GameModel，然后他会通过ShipSender把用户按键信息传送回Host。Host会通过ShipReceiver接收，然后计算期中的逻辑关系，更新作图（画新的飞船然后根据用户传输过来的按键信息让飞船移动）。client并不参与任何涉及游戏逻辑（运动）的计算，只有HostGame class会进行所有的计算。
• 如果client是Spectator， 他就只会从Host的Modelsender接收到信息(ModelReceiever)。过程并没有任何新的飞船被创建。
• 需要指出ClientRegister 和 ClientAccpeter的过程只在加入游戏前创立连接。但其它过程如发送、接收游戏model， 即飞船相关创建、运动（按键更新运动）的信息会通过网络不断传输、接收和更新。

代码

有人阅读的话，我就贴上代码，继续更。

游戏组件

package aoop.asteroids.gui;import aoop.asteroids.model.Asteroid;
import aoop.asteroids.model.Bullet;
import aoop.asteroids.model.Game;
import aoop.asteroids.model.Spaceship;import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.geom.Ellipse2D;
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;/***	AsteroidsPanel extends JPanel and thus provides the actual graphical *	representation of the game model.**	@author Yannick Stoffers*/
public class AsteroidsPanel extends JPanel
{/** serialVersionUID */public static final long serialVersionUID = 4L;/** Game model. */private Game game;/** *	Constructs a new game panel, based on the given model.*  @param game game model.**/public AsteroidsPanel(Game game){this.game = game;this.game.addObserver (new Observer (){@Overridepublic void update (Observable o, Object arg){AsteroidsPanel.this.repaint ();}});}/***	Method for refreshing the GUI.**	@param g graphics instance to use.*/@Overridepublic void paintComponent (Graphics g){super.paintComponent (g);Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;g2.setRenderingHint (RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);this.setBackground (Color.black);this.paintSpaceship(g2);this.paintAsteroids(g2);this.paintBullets(g2);g2.setColor (Color.WHITE