Java游戏服务器入门10 - 攻击消息的问题分析

上一篇文章的最后我们提到了攻击消息的处理还是有些问题,其实应该还是比较严重的问题,我们来演示一下。
在攻击处理器:UserAttkCmdHandler中添加一条日志打印并重启服务器

   if(null == targetUser){
   //如果没打到人,也推送一下攻击,这样客户端可以显示攻击动作,否则没有,影响体验
   broadcastAttrResult(attkUserId,-1);
   return;
   }
    //增加日志打印
   LOGGER.info("当前线程 = {}",Thread.currentThread().getName());

   final int dmgPoint = 10;
   targetUser.currHp = targetUser.currHp - dmgPoint;

然后分别开启三个客户端userId分别为1,2,3,测试地址:http://cdn0001.afrxvk.cn/hero_story/demo/step020/index.html?serverAddr=127.0.0.1:12345&userId=1,再分别使用角色1和角色2攻击角色3,观察日志打印

[INFO] UserAttkCmdHandler.handle --> 当前线程 = nioEventLoopGroup-3-5
[21:18:05,794] [INFO] GameMsgHandler.channelRead0 --> 收到客户端消息, msgClzz=com.tk.tinygame.herostory.msg.GameMsgProtocol$UserAttkCmd,msgBody = targetUserId: 3

com.tk.tinygame.herostory.cmdhandler.UserAttkCmdHandler@2232bd6b
[21:18:05,795] [INFO] UserAttkCmdHandler.handle --> 当前线程 = nioEventLoopGroup-3-6

可以发现一个问题,两个攻击消息的处理是在两个线程内进行的,那么问题就很明显了,多线程操作会带来问题。

1.模拟错误

如果有同学不太明白这种操作带来的问题,那么我为了模拟这种问题编写了测试代码
在test中新建TestUser,和原程序无关哈

/**
 * 测试用户
 */
public class TestUser {
    /**
     * 当前血量
     */
    public int currHp;

    /**
     * 减血
     *
     * @param val
     */
    synchronized public void subtractHp(int val) {
        if (val <= 0) {
            return;
        }

        this.currHp = this.currHp - val;
    }

    /**
     * 攻击
     *
     * @param targetUser
     */
    public void attkUser(TestUser targetUser) {
        if (null == targetUser) {
            return;
        }

        synchronized (this) {
            final int dmgPoint = 10;
            targetUser.subtractHp(dmgPoint);
        }
    }
}

创建测试类MultiThreadTest
首先测试一下,用两个线程对同一个数值进行修改,和我们目前项目中的思想类似,当currHp和我们的预期不一致时,会抛出异常

 /**
     * 两条线程修改同一数值
     */
    private void test1() {
        TestUser newUser = new TestUser();
        newUser.currHp = 100;

        Thread t0 = new Thread(() -> { newUser.currHp = newUser.currHp - 1; });
        Thread t1 = new Thread(() -> { newUser.currHp = newUser.currHp - 1; });

        t0.start();
        t1.start();

        try {
            t0.join();
            t1.join();
        } catch (Exception ex) {
            // 打印错误日志
            ex.printStackTrace();
        }

        if (newUser.currHp != 98) {
            throw new RuntimeException("当前血量错误, currHp = " + newUser.currHp);
        } else {
            System.out.println("当前血量正确");
        }
    }

测试:

 static public void main(String[] argvArray) {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            System.out.println("第 " + i + "次测试");
            (new MultiThreadTest()).test1();
        }
    }

当多执行几次后,会发现是有报错出现的,这种情况如果在血量上可能还可以接受,但是如果在用户充值或者消费上出现问题呢?


报错演示
2.问题解决方案

当然我们第一想法就是使用synchronized关键字加锁实现,我也写了对应的代码

 /**
     * 利用 synchronized 同步数据
     */
    private void test2() {
        TestUser newUser = new TestUser();
        newUser.currHp = 100;

        Thread t0 = new Thread(() -> { newUser.subtractHp(1); });
        Thread t1 = new Thread(() -> { newUser.subtractHp(1); });

        t0.start();
        t1.start();

        try {
            t0.join();
            t1.join();
        } catch (Exception ex) {
            // 打印错误日志
            ex.printStackTrace();
        }

        if (newUser.currHp != 98) {
            throw new RuntimeException("当前血量错误, currHp = " + newUser.currHp);
        } else {
            System.out.println("当前血量正确");
        }
    }

这样我们就发现,减血的代码是正确的,并没有报错,但是考虑另一种情况就是我们在攻击时,角色1在攻击角色2的同时,角色2也可以攻击角色1,那就是另一种代码的实现了

 /**
     * 死锁
     */
    private void test3() {
        TestUser user1 = new TestUser();
        user1.currHp = 100;
        TestUser user2 = new TestUser();
        user2.currHp = 100;

        Thread t0 = new Thread(() -> { user1.attkUser(user2); });
        Thread t1 = new Thread(() -> { user2.attkUser(user1); });

        t0.start();
        t1.start();

        try {
            t0.join();
            t1.join();
        } catch (Exception ex) {
            // 打印错误日志
            ex.printStackTrace();
        }
    }

错误演示

这是我截取的打印信息,当我们使用test03时,卡在了第0次测试就不在继续了,那我们查看一下信息:
1.在控制台输入:jps
错误查看

2.在控制台输入:jstack + 进程编号
错误查看

3.查看错误信息:
可以简单的看出:线程在等待其他线程释放资源,其实可以很明显的看出是死锁的问题
错误信息

4.错误分析及变成思路:
看到这里我们发现了使用synchronized好像解决不了问题,首先他的锁比较重,会影响速度,其实这是一个并不很重要的问题,因为解决速度问题远远比解决线程问题容易的多,主要还是因为他会带来死锁的问题,这个问题就是很大的问题了(我们这里模拟了)

当然有的同学会说我们可以使用CAS的一些类,但是这里我们只做一个简单的计数,这种CAS的方式对我们来说又太重了。

解决方案:我们可以参考一下redis的做法,那就是我们可以把攻击的处理放到一个线程执行,使其串行化,可以很简单的解决这种多线程的问题。那么有的同学会有疑惑,这样会不会牺牲执行速度,那答案是一定的。但是我们可以用最简单的办法去解决这种线程的问题,其次是使用这种方法,我们所有的计算都是基于内存处理的,其实速度并不慢,速度方面也可以参考redis,redis执行起来慢么?总结为一句话就是,处理线程问题要远比处理速度问题困难

那么在下一篇文章,我们会落地对我们分析的方案做出落地实现。

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