homework-05 GoldNumberServer

作业要求

　　这次作业要求实现一个黄金数游戏服务器，游戏流程如下，每个client向服务器提交一个有理数，服务器接收到所有客户端的提交后计算这些数字的平均数，再将其乘以黄金分割得到一个GoldNumber,将Client按照其提交有理数与GoldNumber接近程度排序，最接近的人将获得胜利。在实现上述要求后，还可实现client提交两个有理数进行游戏方式，客户端的成绩按其提交数中最接近黄金数的进行计算。

　　

接口设计　　

　　话不多少，先展示接口设计，这次我们的作业采用较为底层的TCP协议作为通信方式，TCP协议具有更快的传输速度，而且作业要求在交互上并不复杂，并且要求能快速进行游戏，因而直接使用Socket在性能与稳定性上会有相当大的优势，在接口设计上我们采用了命令行格式作为基础，所有命令都为“Command [Param ]"的形式，client与server之间的通信也采用明文传输，这样做更易于调试发现错误，有助于短期内构造更健壮web应用，我们设计的接口包含如下命令:

接口名	接口形式	功能描述	样例
Register	REGT username password	向服务器注册用户	REGT xiaozhang 123456
Login	LOGT username password	用户注册后可使用注册的用户名及密码进行登陆	LOGN xiangzhang 123456
Commit	CMMT [number]	用户登陆后在游戏过程中可向服务器提交数字	CMMT 99.0；CMMT 91 11
Logout	LGOT	用户登陆后注销，注销后用户可以重新登陆	LGOT
Exit	EXIT	退出游戏，断开与服务器连接	EXIT
Begin	BEGN info	服务器广播命令，宣布游戏开始	BEGN Round 1
Result	RSLT CurrentGrade Grade GoldNumber	服务器广播命令，给每个客户端反馈结果	RSLT 10 27 61.789

　　如果client需要访问全局状态，及每个参与者的得分情况，Server为此开放了一个WebSocket接口，每一轮结束后WebSocket会广播当前比赛的状态，数据使用json进行传播，接口如下

{
    "GoldNumber":number,
    "SortedGrade":
        [{"Item1":"name","Item2":number}],
    "SortedRoundGrade":
        [{"Item1":"name","Item2":number}],
　　 "result":
　　　　 [{"Item1":"name","Item2":number}]
}        

　　json在绝大部分语言下都有高效的解析工具，而且json更小更有利于快速传输，我们的DisplayPage展示网页即使用该接口。

模块设计

　　这次作业我们计划使用面向对象的方法，并采用MVC的设计模式，但在具体编码时我们发现我们的框架并没有很好的区分Controler和Module，由于Module的功能非常简单，所以我们设计时将其纳入Controler的范畴，但实际上Module需要处理很多复杂的逻辑，这是我们再开始时未曾预见的，在复审时我们才着手解决由此产生的一些问题。我们模块设计如下：

　　PlayServer是服务器的核心，所有其他模块都有PlayServer控制，UserModule进行用户数据的管理与审计，每次开启或关闭服务器该模块会对一个用户文件进行读写，实现用户数据的持久化，同时该文件采用密文保存，保证了一定的安全性，PlayEngine实现了游戏的主要逻辑，包括计算黄金数，计算每个Client的分数等等，DisplayServer是一个轻量级的WebSocket服务器，它负责将PlayEngine中的结果数据JSON序列化，并在WebSocket接口上进行广播。

　　每个Client连接服务器后会家里相应的Session，Session会保存客户端的登陆及提交信息，并且会根据服务器的一些限制尽心访问控制，例如为了保证游戏有序进行，游戏开始后Session将会拒绝新用户的登陆，在这一部分的设计中我们没有估计到大量需要处理的错误信息，对于这些情况我们都采用了直接判断的方式，在代码复查时我们使用异常的控制方式对一部分代码进行了重构。

感想

　　这次游戏设计算是该项课程开课以来任务最艰巨的的一次了，在实现服务器的工程中用到了大量非常生疏的技术，Socket通讯方式，MVC设计模式，网络协议设计，WebSocket技术，Javascript前段技术，完成了完整的游戏后，我对计算机工程实践也有了一些更新的认识，在大学前半段的学习中，我们更多的是学习语言和算法数据结构， 这两者相辅相成，语言需要实现算法来锤炼，算法的复杂与强大一度让我感觉在计算领域算法无所不包，但在进行了大量工程性的实践过后，我发现很多问题并不能用前者的思维方式很好的解决，算法有一个经典的定义——一个有穷规则的集合，所以说算法仅是一组规则，仅仅利用规则的表述方式我想很难解决现实生活中的业务问题，在这方面应该需要新的工具，但这还是我未能很好掌握的。