6 Разработка игрового веб-сервера на Java. Пример системы обмена сообщениями на Java

src/main/Main.java

Стартовый класс. Создаются экземпляры системы сообщений, фронтенда, и сервиса аккаунтов. Фронтенд и аккаунт сервисов являются потоками. Оба принимают в конструкторе ссылку на систему обмена сообщениями. Во фронтенде также есть обработчик запросов для Jetty сервера.

package main;

import org.eclipse.jetty.server.Server;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MessageSystem ms = new MessageSystem();
        
        Frontend frontend = new Frontend(ms);
        AccountService accountService = new AccountService(ms);
        
        (new Thread(frontend)).start();
        (new Thread(accountService)).start();

        Server server = new Server(8080);
        server.setHandler(frontend);
        
        server.start();
        server.join();
    }
}

---

src/main/MessageSystem.java

Система обмена сообщениями. Содержит в себе карту потокобезопасных очередей сообщений для каждого имеющегося адреса и адресный сервис. Метод addService добавляет абонента в адресный сервис и карту очередей сообщений. Метод sendMessage отправляет сообщение. Метод execForAbonent получает очередь сообщений для заданного абонента и выполняет их в потоке абонента, т.к. вызывается из потока абонента.

package main;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class MessageSystem {
    private Map<Address, ConcurrentLinkedQueue<Msg>> messages = new HashMap<Address, ConcurrentLinkedQueue<Msg>>();
    private AddressService addressService = new AddressService();
    
    public void addService(Abonent abonent){
        addressService.setAddress(abonent);
        messages.put(abonent.getAddress(), new ConcurrentLinkedQueue<Msg>());
    }
    
    public void sendMessage(Msg message){
        Queue<Msg> messageQueue = messages.get(message.getTo());
        messageQueue.add(message);      
    }
        
    public void execForAbonent(Abonent abonent) {
        Queue<Msg> messageQueue = messages.get(abonent.getAddress());
        if(messageQueue == null){
            return;
        }
        while(!messageQueue.isEmpty()){
            Msg message = messageQueue.poll();
            message.exec(abonent);
        }
    }
    
    public AddressService getAddressService(){
        return addressService;
    }
}

---

src/main/AddressService.java

Этот сервис хранит адреса абонентов. Например, есть класс, который реализует интерфейс абонента, т.е. обладает адресом. Можно этот класс записать в этот сервис вызвав функцию setAddress, а потом получать адрес этого класса через getAddress. У нас в системе обмена сообщениями участвуют только два потока/класса фронтенд и сервсис аккаунтов, поэтому запись адреса с именем класса в качестве ключа вполне подходит.

package main;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class AddressService {
    private Map<Class<?>, Address> addresses = new HashMap<Class<?>, Address>();
    
    public Address getAddress(Class<?> abonentClass) {
        return addresses.get(abonentClass);
    }
    
    public void setAddress(Abonent abonent) {
        addresses.put(abonent.getClass(), abonent.getAddress());
    }
}

---

src/main/Address.java

Адрес по сути представляет собой уникальный целочисленный идентификатор. Т.к. получение идентификатора происходит путем потокобезопасного инкремента, то он всегда будет уникальным даже если создание экземпляров происходит параллельно в нескольких потоках.

package main;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Address {
    static private AtomicInteger abonentIdCreator = new AtomicInteger();
    final private int abonentId;

    public Address(){
        this.abonentId = abonentIdCreator.incrementAndGet();
    }   
    
    public int hashCode(){
        return abonentId; 
    }   
}

---

src/main/Abonent.java

Абонент это интерфейс. Нечто что может обладать адресом должно реализовывать этот интерфейс.

package main;

public interface Abonent {
    Address getAddress();
}

---

src/main/Msg.java

Сообщение содержит в себе адрес отправителя и адрес получателя. Сообщение содержит в себе абстрактный метод exec, который должен проводить обработку этого сообщения или другими словами выполнять это сообщение.

package main;

public abstract class Msg {
    private Address from;
    private Address to;
    
    public Msg(Address from, Address to){
        this.from = from;
        this.to = to;
    }
    
    protected Address getFrom(){
        return from;
    }
    
    protected Address getTo(){
        return to;
    }
    
    abstract void exec(Abonent abonent);
}

---

src/main/Frontend.java

Каждый 10 миллисекунд фронтенд просит систему обмена сообщениями выполнить сообщения пришедшие для фронтенда. Выполнение происходит в потоке фронтенда.

package main;

import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.eclipse.jetty.server.Request;
import org.eclipse.jetty.server.handler.AbstractHandler;

public class Frontend extends AbstractHandler implements Abonent, Runnable{
    private static String GAME_NAME = "/test/";
    private Address address;
    private MessageSystem ms;
    
    private Map<String, Integer> nameToId = new HashMap<String, Integer>();
    
    public Frontend(MessageSystem ms){
        this.ms = ms;
        this.address = new Address();
        ms.addService(this);
    }
    
    public void run(){
        while(true){
            ms.execForAbonent(this);
            TimeHelper.sleep(10);
        }
    }

    public Address getAddress() {
            return address;
    }

    public void handle(String target, Request baseRequest,
            HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws IOException, ServletException {
        
        response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
        response.setStatus(HttpServletResponse.SC_OK);
        baseRequest.setHandled(true);
        
        if(!target.equals(GAME_NAME))
            return;
        
        String name = "Tully";
        Integer id = nameToId.get(name);
        if(id != null){
            response.getWriter().println("<h1>User name: " + name + " Id: " + id +"</h1>");
        } else {
            response.getWriter().println("<h1>Wait for authorization</h1>");
            Address addressAS =  ms.getAddressService().getAddress(AccountService.class);
            ms.sendMessage(new MsgGetUserId(getAddress(), addressAS, name));
        }
    }
    
    public void setId(String name, Integer id){
        nameToId.put(name, id);
    }
}

---

src/main/AccountService.java

Каждые 10 миллисекунд сервис аккаунтов просит систему обмена сообщениями обработать пришедшие для него сообщения.

package main;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class AccountService implements Abonent, Runnable{
    private Address address;
    private MessageSystem ms;
    
    private Map<String, Integer> fakeAccounter = new HashMap<String, Integer>();
    
    public AccountService(MessageSystem ms){
        this.ms = ms;
        this.address = new Address();
        ms.addService(this);
        this.fakeAccounter.put("Tully", 1);
        this.fakeAccounter.put("Sully", 2);
    }
    
    
    public void run(){
        while(true){
                ms.execForAbonent(this);
                TimeHelper.sleep(10);
        }
    }

    public Integer getUserId(String name){
        TimeHelper.sleep(5000);
        return fakeAccounter.get(name);
    }
    
    public Address getAddress() {
        return address;
    }
    
    public MessageSystem getMessageSystem(){
        return ms;
    }
}

---

src/main/TimeHelper.java

Приостанавливает поток на заданное время в миллисекундах.

package main;

public class TimeHelper {
    public static void sleep(int period){
        try{
            Thread.sleep(period);
        } catch (InterruptedException e) {              
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public static void sleep(){
        try{
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {              
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

---

src/main/MsgGetUserId.java

Получает у сервиса аккаунтов идентификатор пользователя по его имени. Затем полученным значением обновляет идентификатор пользователя на фронтенде.

package main;

public class MsgGetUserId extends MsgToAS {
    private String name;
    
    public MsgGetUserId(Address from, Address to, String name) {
        super(from, to);
        this.name= name;
    }

    void exec(AccountService accountService) {
        Integer id = accountService.getUserId(name);
        accountService.getMessageSystem().sendMessage(new MsgUpdateUserId(getTo(), getFrom(), name, id));
    }
}

---

src/main/MsgToAS.java

Абстрактное сообщение для сервиса аккаунтов.

package main;

public abstract class MsgToAS extends Msg{

    public MsgToAS(Address from, Address to) {
        super(from, to);        
    }

    void exec(Abonent abonent) {
        if(abonent instanceof AccountService){
            exec((AccountService) abonent);
        }
    }

    abstract void exec(AccountService accountService);
}

---

src/main/MsgToFrontend.java

Абстрактно сообщение для фронтенда.

package main;

public abstract class MsgToFrontend extends Msg{

    public MsgToFrontend(Address from, Address to) {
        super(from, to);
    }

    public void exec(Abonent abonent) {
        if(abonent instanceof Frontend){
            exec((Frontend)abonent);
        }
    }
    
    abstract void exec(Frontend frontend);

}

---

src/main/MsgUpdateUserId.java

Это сообщение предназначено для обновления идентификатора пользователя на фронтенде.

package main;

public class MsgUpdateUserId extends MsgToFrontend {

    private String name;
    private Integer id;
    
    public MsgUpdateUserId(Address from, Address to, String name, Integer id) {
        super(from, to);
        this.name = name;
        this.id = id;
    }

    void exec(Frontend frontend) {
        frontend.setId(name, id);
    }

}

--
https://github.com/vitaly-chibrikov/tp_java_2013_02/tree/master/lecture3