Zeitalter3 – Browsergames Entwicklerblog

Zeitgeist hatte, obwohl als Framework für Spiele konzipiert, lange Zeit keine eigenen Funktionalitäten die speziell für Spiele ausgelegt sind. Wenn man genauer nachdenkt sind viele Anforderungen an ein PBBG genau die Selben wie für alle anderen Webanwendungen:

• Verwaltung der Nutzer und deren Daten
• Ein Eventhandler zur Ablaufsteuerung
• Konfigurationsmanagement für die Applikation, Sprachen usw.
• Sicherheit und Fehlerbehandlung

Doch welche Eigenschaften und Funktionalitäten brauchen Spiele, die sich nicht aus einem allgemeinen Framework für Webapplikationen ergeben?

Auf der Suche

Am Anfang stand die Idee, dass Zeitgeist ein Framework speziell für Spiele sein sollte. Mit der Zeit wandelte es sich zu einem allgemeinen Framework für Webanwendungen und alle Abläufe für Spiele musste das Spiel selbst liefern. Nach 3 Spiele-Prototypen stellte ich jedoch fest, dass es Elemente gab, die in jedem Spiel vorkommen und somit genauso gut in ein generisches Modul für Spiele ausgelagert werden könnten.

Um zu bestimmen, was ein solches Spielsystem eigentlich können soll, muss man sich darüber im Klaren sein, was ein Spiel aus Sicht einer Applikation eigentlich ist. Ich habe lange hin und her gestrichen und kam schließlich auf folgende Definitionen:

• Jeder Benutzer mit einer Session ist ein potentieller Spieler
• Jede Instanz der Applikation ist ein potentielles Spiel (Sharding)
• Jedes Spiel hat Spieler
• Jeder Spieler hat Metadaten, die seinen Zustand im Spiel beschreiben
• Das Spiel an sich hat ebenfalls Metadaten, welche die Spielwelt definieren
• Spieler agieren mit anderen Spielern und der Spielwelt durch das Spiel
• Jede Interaktion mit dem Spiel wird durch eine Aktion abgebildet
• Aktionen verändern die Metadaten der Spieler und der Spielwelt
• Aktionen können sich unmittelbar oder zukünftig auswirken

Das ergibt folgende Komponenten:

• Aktionsverwaltung: Ein Eventhandler, der alle Aktionen verwaltet, die ein Spieler (oder Spiel) ausführen kann
• Datenhaltung: Ein System, welches alle Daten verwaltet, die einen Spieler oder die Spielwelt betreffen können

Nun, auf den ersten Blick deckt sich die Aktionsverwaltung des Spiels mit der Ablaufsteuerung einer Webapplikation und die Datenhaltung ebenfalls. Brauchen wir wirklich alles nochmal, obwohl das Framework alles schon mitbringt?

Kurze Antwort: ja.

Der Gamehandler

Der Gamehandler besteht im Wesentlichen aus 2 Komponenten: einem Eventhandler, der hereinlaufende Aktionen verwaltet und einem Gamehandler, der die Aktionen auf die Logik mappt.

Eine Aktion des Eventhandlers hat folgende Parameter:

• Aktion: Eine ID für eine Aktion, die auf ein Stück Code gemapped werden kann
• Parameter: Ein Parameter-Objekt, welches dem Aktionscode mitgegeben wird
• Ausführungszeit: Der Zeitpunkt im Spiel, an dem die Aktion relevant wird
• Spieler: Der Spieler, der die Aktion ausgeführt hat
• Shard: Die ID des Shards, auf dem die Aktion ausgeführt wird
• Zeitpunkt: Der Zeitpunkt, an dem die Aktion ausgeführt wurde

Durch die Angabe des Shards wird ermöglicht, dass mehrere Spiele in einer Datenbank abgelegt werden können. Dies ist unabhängig davon, ob die Spiele selbst auf einem oder mehreren Servern laufen. In einem typischen Aufbau-Strategie-PBBG ist es meistens so, dass viele Mitspieler in einem Spiel (bzw. einer Spielwelt) agieren. Bei Spielen mit einer kleinen, abgegrenzten Anzahl von Spielern pro Spiel (Bsp. Tic Tac Toe) laufen viele Spiele gleichzeitig nebeneinander. Solange für jeden Spieler die ID seines eigenen Spiels mitgegeben wird, lassen sich die Daten sauber trennen.

Der Gamehandler mappt die vom Eventhandler aufgenommenen Aktionen auf Klassenobjekte. Jede Aktion steht also für eine externe Klasse, welche für die eigentliche Logik hinter der Aktion sorgt. Was dort dann genau passiert ist nicht mehr Sache des Gamehandlers. Er reicht nur alle relevanten Aktionen für einen gegebenen Zeitpunkt, einen gegebenen Spieler und ein gegebenen Shard weiter.

Alternativ zu dem Gamehandler kann natürlich auch ein permanent laufender Application Server eingesetzt werden, der andauernd die Eventliste abarbeitet.

Datenhaltung

Die Datenhaltung muss für alle Spiele und alle Spieltypen passen. In der Theorie müsste sie also die Daten eines typischen Aufbau-Strategie-PBBG genauso gut verwalten können, wie die einer Tic Tac Toe Plattform.

Das ist natürlich Unsinn. Eine spezialisierte Datenhaltung, die genau auf das Projekt zugeschnitten ist wird immer performanter, aber vor allem auch lesbarer sein, als eine generische. Aber: eine solche spezialisierte Datenhaltung zu entwickeln kostet Zeit. Bei einem Tic Tac Toe mag der Zeitaufwand sehr gering sein, aber man wird schnell an die Grenze stoßen, wo man überlegen muss, ob es sich tatsächlich lohnt sofort auf eine performante Datenhaltung zu optimieren, oder ob nicht erst einmal eine generische genügt.

Aber gibt es Datenstrukturen bzw. Ansätze, mit denen man so unterschiedliche Anforderungen abdecken kann? Antwort: ja, gibt es. Es ist nicht so, als hätte die Spieleindustrie nicht schon lange an dem Problem zu knabbern. Deren Antwort lautet: Entity Systeme.

Die Gamedata-Klasse nimmt sich die Datenhaltung eines Entity Systems zum Vorbild und implementiert diese in PHP. Für Details und Erklärungen der Funktionsweise verweise ich auf den Artikel, der das so wie so viel besser erklärt, als ich hier in Kürze könnte.

Im Einzelfall muss aber jeder selbst entscheiden, ob er diese nutzt, oder ob es sinnvoller ist die Datenhaltung speziell für das Spiel zu entwickeln.

In Aktion

Die letzten beiden Versionen der Spiele-Prototypen wurden mit dem neuen System umgesetzt und ich bin ziemlich zufrieden. Ich werde mich bemühen in den kommenden Wochen ein kleines Spielchen damit (möglichst sauber) zu entwickeln und als Beispiel ins SVN aufzunehmen.