网络中国象棋小游戏的实现
开学了，去图书馆借了几本书，没有找到想要的C++网络编程，倒是找到了几本LINUX的书，以及一本《Visual C#经典游戏编程开发》。翻了翻发现里面有个可以联网对弈的中国象棋游戏，一直写ASP.NET的网页，也想试着写写Winform的图形程序了，而且可以了解一下.NET的网络编程相关的内容。
象棋方面，先从网上找了张棋盘图片，在PS里把棋子一一扣了出来作为素材。编写对应的棋子类和棋盘类，前者实现棋子身份的识别和棋子图片的绘制，后者实现棋盘绘制、走棋规则、棋谱生成等功能。
网络通信的协议使用的是UDP协议，发送的信息规则是：“命令|参数1|参数2……”，主要命令：join表示用户想要联机，处于接受对方连接的状态；conn表示收到对方联机命令，已准备好开始游戏，对方可以开局了；new表示其中一方提出重新开始游戏；move|id|x|y表示移动棋盘上编号为id的棋子到x,y处；succ|赢方代号 表示此局已分出胜负；exit表示退出游戏。
游戏开始后创建了一个线程，在read方法中创建UdpClient对象，循环侦听指定端口中由指定IP主机传来的信息。主要代码是：
udpClient = new UdpClient(Convert.ToInt32(txt_port.Text));
int id, x, y;
while(readFlag == true)
{
try
{
byte[] data = udpClient.Receive(ref remote);
string strData = Encoding.UTF8.GetString(data);
string[] a = strData.Split('|'); // 分割命令与参数
switch(a[0]) // 判断命令
{
case "join":
case "conn":
//......
}
}
catch
{
break;
}
}
游戏过程中发送数据则是通过send方法，创建UdpClient网络服务对象，向指定IP的主机发送消息到设定的端口号。完成后发送后，关闭UDP网络服务。主要代码：
UdpClient sendUdp = new UdpClient();
UPAddress remoteIP;
try {
remoteIP = IPAddress.Parse(txt_IP.Text);
}
catch {
MessageBox.Show("请输入正确的IP地址！", "错误");
return;
}
remote = new IPEndPoint(remoteIP, Convert.ToInt32(txt_remoteport.Text));
byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(str);
sendUdp.Send(buffer, buffer.Length, remote);
sendUdp.Close();
原书中的代码有一些小问题，所以做了点改动和简化。不过基本的思路还是和原书上是一样的。
通信过程方面，每次联机都需要双方填写好对方的IP、端口号以及自己的端口号。而且，由于没有明显的游戏过程标记，所以造成了一些通信问题，导致在不正确的阶段收到对方错误的请求时游戏出现意外的情况。
于是在完成后，就开始了对原程序的改造。考虑到内网用户连接外网的问题，就将游戏中的UDP协议通信改为了使用Socket通过TCP协议进行游戏通信。添加游戏状态state字段，包括以下几个主要状态：
public const short WAITING_CLIENT = 1; // 作为主机，等待客户端连接
public const short SERVING = 2; // 作为主机，客户端已连接，游戏中
public const short WAITING_SERVER = 3; // 作为从机，等待主机接受连接
public const short CONNECTING = 4; // 作为从机，连接到主机，游戏中
游戏的命令和监听流程也做了对应的改动。
主机建立游戏等待客户端连接的过程主要包括：监听端口、建立连接、开始监听消息，这三个步骤。首先创建线程，在线程中执行acceptClientConnect监听端口等待连接，检测到连接后建立连接，转入Read监听阶段。
private void WaitClient()
{
// 启动一个线程来接受请求
thread = new Thread(acceptClientConnect);
thread.Start();
SetState(WAITING_CLIENT);
}
// 接受请求
private void acceptClientConnect()
{
IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, DEFAULT_PORT);
listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
toolStripStatusLabel1.Text = "正在等待其他玩家连接……";
try
{
if (timeoutThread != null)
{
timeoutThread.Abort();
}
timeoutThread = new Thread(WaiteTimeOut);
timeoutThread.Start();
listener.Bind(localEndPoint);
listener.Listen(1);
connection = listener.Accept();
listener.Close();
listener = null;
Read();
}
catch
{
toolStripStatusLabel1.Text = "连接中断，游戏终止。";
SetState(FREE);
}
}
private void WaiteTimeOut()
{
Thread.Sleep(30000);
if (connection == null || !connection.Connected)
{
if (listener != null)
{
SetState(FREE);
toolStripStatusLabel1.Text = "连接超时，无玩家连接游戏。";
}
}
timeoutThread = null;
}
预定的监听超时时间是30秒，30秒后没有连接时，转到FREE状态并终止监听。终止的实现思路是在主机本身创建一个TCP协议的Socket对象，向自身端口发送终止连接的消息，listener建立连接后在Read中接受到此消息停止阻塞，结束游戏彻底转为FREE状态，线程结束。
private void SetState(int newState) // 支线程
{
state = newState;
switch (state)
{
case FREE:
btnCreate.Text = "创建游戏";
btnCreate.Enabled = true;
btnJoin.Text = "加入游戏";
btnJoin.Enabled = true;
if (listener != null)
{
Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
socket.Connect(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), DEFAULT_PORT);
if (socket.Connected)
{
socket.Send(Encoding.UTF8.GetBytes("end"));
}
}
if (connection != null)
{
connection.Close();
connection = null;
}
break;
case WAITING_CLIENT:
btnCreate.Text = "关闭游戏";
btnJoin.Enabled = false;
break;
case SERVING:
break;
case WAITING_SERVER:
btnJoin.Text = "断开游戏";
btnCreate.Enabled = false;
break;
case CONNECTING:
break;
}
}
接受消息的Read方法和发送消息的Send方法方面，原本的UdpClient收发消息改为通过创建的connection（Socket）连接来通信。
private void Read()
{
int t, x1, y1, x2, y2;
while (state != FREE)
{
try
{
byte[] data = new byte[1024];
int len = connection.Receive(data);
string msg = Encoding.UTF8.GetString(data);
string[] a = msg.Split('|');
switch (a[0])
{
case "end": // 终止listener的监听
if (state != WAITING_CLIENT) continue;
connection.Close();
connection = null;
SetState(FREE);
return;
case "join": // 客户端请求加入游戏
break;
case "acce": // 服务端接受加入的请求
break;
case "exit": // 对方方退出游戏
break;
case "new": // 对方方提出重新开局
break;
case "succ": // 一方获胜
break;
case "lose": // 一方认输
break;
case "move": // 对方移动棋子
break;
}
}
catch
{
break;
}
}
}
private void Send(string msg)
{
if (connection != null)
{
byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);
connection.Send(buffer);
}
}
具体游戏效果截图：
项目工程下载：
