「在线联机原型全集」第一章：通信与回合制基础层（#1–#10）
By Leeting Yan
Online Multiplayer Prototype Compendium – From Echo Chat to Autonomous World
目标：
- 用最小可行的游戏原型逐步验证从网络通信 → 世界模拟 → AI 自治的完整链路。
- 每个原型是一个独立 Demo，也是一块可复用验证模块。
最终目标： 打造一个持续进化、智能自治的“在线世界引擎验证框架（World Simulation Validation Framework）”。
第一章：通信与回合制基础层（#1–#10）
主题： 构建联机底座——通信、匹配、鉴权、状态管理。
目标： 构建网络通信、匹配、鉴权、回放、限流、日志的全套底座。
| 编号 | 原型 | 功能重点 | 核心验证目标 |
|---|---|---|---|
| 1 | 回声聊天室 | 基础 WS 通信、限流与鉴权 | 连接、心跳、消息广播、监控指标 |
| 2 | 石头剪刀布（RPS） | 匹配 + 回合制 | 匹配队列、回合锁步、防重放与超时 |
| 3 | 井字棋 / 四子棋 | 回合落子 | 合法性校验、观战通道、对局回放 |
| 4 | 快速问答抢答 | 时间公平性 | 毫秒抢答、广播风暴控制、题库缓存 |
| 5 | 你画我猜 | 协作与绘图流 | 二进制绘制流、增量快照、审核系统 |
| 6 | Pong 对战 | 实时帧同步 | Tick/Delta 压缩、插值、延迟缓冲 |
| 7 | 贪吃蛇大作战 | 多人实时场景 | AOI、服务器碰撞裁定、分片同步 |
| 8 | 战舰 / UNO 简版 | 隐藏状态逻辑 | 状态保密、防作弊、动作日志 |
| 9 | 协作扫雷 | 并发写入 | 幂等性、乐观锁、版本号控制 |
| 10 | 城格建造 mini-SLG | 定时与经济 | 回合作业队列、事务一致性、结算 |
阶段目标：
- 搭建统一 通信底座（WebSocket + JWT + RoomManager）
- 完成 基础匹配与状态同步 骨架
- 实现可重放的 对局日志系统（Replay Log）
- 建立全局监控与指标体系（延迟、吞吐、断线率）
系统结构概览
graph TD
A["Client Web / Mobile"] -->|WebSocket| B["Gateway Server"]
B --> C["Room Manager"]
C --> D["Matchmaking Queue"]
C --> E["Game Logic Service"]
E --> F["Replay Logger"]
F --> G["Storage Layer (Redis / DB)"]
说明：
- Gateway：负责 JWT 鉴权、心跳、断线检测
- Room Manager：动态创建房间实例
- Matchmaking Queue：支持单人/多人匹配策略（Elo、随机、组队）
- Replay Logger：所有操作事件序列化入日志，可重放
模块接口定义（示例）
| 模块 | 接口 | 描述 |
|---|---|---|
| Gateway | /connect |
建立 WS 握手并验证 JWT |
| RoomManager | /createRoom /joinRoom /leaveRoom |
创建 / 加入 / 退出房间 |
| Matchmaker | /enqueue /dequeue |
进入 / 离开匹配队列 |
| GameLogic | /submitAction /getState |
提交操作 / 查询状态 |
| Replay | /saveLog /replay |
保存操作序列 / 重放回局 |
验证流程图（以 #2 RPS 为例）
sequenceDiagram
Client->>Gateway: Connect + JWT
Gateway->>Matchmaker: Enqueue
Matchmaker->>RoomManager: Assign Room
RoomManager->>GameLogic: Init Round
Client->>GameLogic: Submit Choice (Rock)
GameLogic->>ReplayLogger: Record Action
GameLogic->>Client: Round Result
技术指标体系
| 类别 | 指标 | 说明 |
|---|---|---|
| 网络 | RTT、断线率、吞吐 | 每秒消息包与延迟分布 |
| 稳定性 | 房间创建成功率 | Room/Session 可用性 |
| 数据 | Replay 一致性 | 重放校验 hash 一致性 |
| 资源 | CPU / Mem 负载 | 压测指标 |
技术选型建议
| 功能 | 推荐技术 | 理由 |
|---|---|---|
| 通信层 | Go + Gorilla WS / Netty | 高并发低延迟 |
| 存储层 | Redis + PostgreSQL | 快速状态存储 + 持久日志 |
| 匹配队列 | Redis SortedSet / Kafka | 支持优先匹配 |
| 指标监控 | Prometheus + Grafana | 可视化性能监控 |
| 日志系统 | JSON + Loki | 快速事件追踪 |
扩展方向
- 支持 客户端预测 + 服务器纠正 模式
- Replay 生成 “可验证哈希”（Deterministic Log）
- 实现 房间状态持久化快照（Snapshot + Delta）