探索使用 Golang 和 Webassembly 构建一个多人游戏服务器

什么是 WebAssembly？由 Google、Microsoft、Mozilla、Apple 等发起的 WebAssembly 是一种新的字节码格式，主流浏览器都已经支持 WebAssembly。 和 JS 需要解释执行不同，WebAssembly 字节码和底层机器码很相似可快速装载运行，因此性能相对于 JS 解释执行大大提升。WebAssembly 并不是一门编程语言，而是一份字节码标准，需要用高级编程语言编译出字节码放到 WebAssembly 虚拟机中才能运行。

Panzr.io 简介

• 基于开源技术的游戏
• 使用 Web 作为发行平台
• 轻巧快速
• 探索基本的多人游戏技术
• 扩展 Go 技术知识

Panzr.io 架构

Panzr.io 部署架构

Triebwerk 简介

项目源码：

• https://github.com/awdng/triebwerk

项目 Status:

• Triebwerk 是一个开源的多人游戏服务器
• 使用 Go 语言编写
• 目前仅是基础原型

游戏是如何运行的?

服务器权威架构

• 仅通过服务器进行通讯
• 客户端将所有输入发送到服务器
• 服务器有权进行模拟
• 防止作弊并引入延迟

客户端预测和服务器协调

• 最早由 QuakeWorld 推广
• 本地模拟运动
• 不断与服务器状态同步
• 根据服务器状态更正本地状态

客户端插值

• 网络更新(Updates) < 每秒帧数(Frames)
• 过去状态之间的插值
• 保守算法
• 没有推断

定义边界

限制：

• 所有游戏逻辑仅在 2D 空间中
• 均匀表面
• 仅通过键盘进行输入控制
• 限制地图尺寸
• 缓慢移动的车辆
• 没有物理引擎

服务器实现

玩家移动

碰撞检测

二进制数据传输

• 最小化资源使用
• 防止数据包分段
• 最小化丢包的影响

WebAssembly 模块

游戏逻辑(Game logic)：Server -> Client

• 文件大小 > 2MB
• 服务器和客户端根据相同的逻辑计算状态
• 通过二进制类型进行数据传输

编译：

GOOS=js GOARCH=wasm go build -o tanks.wasm cmd/wasm/tanks.go

Client：

<script src="/game/wass_exec.js"></script>
<script>
const go = new Go();
WebAssembly.instantiateStreaming(featch("/game/tanks.wass"), go.importObject).then(result => {
    go.run(result.instance);
});
</script>

Server：

js.Global().Set("updateNetworkPlayer", js.FuncOf(updateNetworkPlayer))

在 Go 中编码 state

posX := float32(30.457777)
posY := float32(10.336666)
buf := make([]byte, 8)

binary.LittleEndian.PutUint32(buf[0:], math.Float32bits(posX))
binary.LittleEndian.PutUint32(buf[4:], math.Float32bits(posY))

var uint8Array = js.Global().Get("Uint8Array")
dst := uint8Array.New(len(buf))
js.CopyBytesToJS(dst, buf)

在 Javascript 中解码 state

let dv = new DataView(state.buffer)
let posX = dv.getFloat32(0, true)
let posY = dv.getFloat32(4, true)

在线试玩

http://panzr.io

Refs

• https://www.youtube.com/watch?v=ZyGw1yLNO9E
• https://github.com/awdng/triebwerk
• http://panzr.io

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