Game Server Dev

一个基于 C++26 Modules、Linux epoll 和 MariaDB 的多人对战游戏服务器练习项目。

项目重点不是客户端画面，而是服务端核心链路：

• 用户登录与心跳
• 房间创建、邀请、聊天和离开
• 房间匹配、确认、拒绝和超时取消
• 英雄选择、加载和战斗状态同步
• 移动、普通攻击、技能释放（含范围地面效果）和战斗快照
• 断线重连基础流程
• 对局结算：写入对局结果、结算经验/等级/段位并推送给客户端

当前状态

当前项目已经具备可运行的服务端主链路：登录、心跳、房间/邀请/聊天、匹配、英雄选择与加载、战斗快照同步（含技能地面效果结算）、断线重连、对局结算与经验/段位成长，均可通过 manager 集成测试验证，并已通过 CTest 接入。

目前仍属于开发中的项目，以下是经过代码核对后确认的已知限制：

• 对局胜负判定 check_winner_is_team_a() 目前是随机结果（std::bernoulli_distribution），尚未接入基于团灭或血量的真实战斗结算；对局结束后的经验/段位增减是基于这个随机结果计算的。
• 战斗快照采用全量广播，尚未做增量/差分压缩。
• 数据库调用是同步执行的，直接跑在 Reactor 主循环所在线程上，尚未做异步化或线程隔离。
• 协议中已定义 battle_use_item（使用道具）、battle_chat（对局内聊天）、battle_victory/battle_defeat/battle_end 等消息类型，但服务端还没有对应的处理逻辑，属于预留但未接入。
• 项目使用 manager 作为集成测试客户端（通过 CTest 驱动），还没有引入独立的单元测试框架。

测试

测试已通过 CTest 接入，可以直接运行：

cd build
ctest --output-on-failure

也可以单独跑某个测试的详细命令：

ctest -R test_login -V

底层实际是用 manager 依次执行测试文件中的命令（见下方"集成测试"和"Manager 命令"）。

技术结构

flowchart LR
    C["Client / Manager<br/>TCP 客户端<br/>测试客户端"]

    subgraph S["Game Server"]
        direction TB
        N["Network Layer<br/>Socket / TCP / epoll"]
        R["Message Router<br/>协议解析与事件分发"]
        U["UserManager<br/>登录 / 心跳 / 重连"]
        M["RoomManager<br/>房间 / 匹配"]
        B["BattleManager<br/>对局生命周期"]
        G["Battle<br/>队伍 / 英雄 / 地图 / 战斗快照"]
        T["Timer<br/>匹配、清理和战斗 tick"]

        N --> R
        R --> U
        R --> M
        R --> B
        B --> G
        T --> M
        T --> G
    end

    D[("MariaDB<br/>用户资料与进度")]
    K["Config<br/>JSON + C++ #embed"]

    C -- "请求消息<br/>login / room / match / battle" --> N
    N -- "响应消息<br/>状态、事件、战斗快照" --> C
    U <--> D
    S -. "读取" .-> K

Loading

主要目录：

目录	内容
src/server	服务端入口、事件分发和服务器配置
src/net	TCP、Socket 和 epoll 封装
src/user	用户、在线状态和断线重连
src/room	房间、匹配树和待确认匹配
src/battle	对局、队伍、地图和战斗快照
src/heros	英雄、技能效果和地面效果
src/db	MariaDB 连接和 prepared statement
tests	测试客户端、manager 和测试脚本
script	MariaDB、Redis 和测试用户管理脚本

构建依赖

项目使用了较新的 C++ 特性，当前构建依赖支持以下能力的 GCC trunk：

• C++26 Modules
• #embed
• -freflection
• import std

还需要：

• CMake 4.3+
• Ninja
• MariaDB Connector/C
• hiredis
• redis-plus-plus
• OpenSSL
• nlohmann-json

当前 CMake 会通过 find_package(nlohmann_json REQUIRED CONFIG) 查找 nlohmann-json，并手动查找 MariaDB、hiredis 和 redis-plus-plus。

配置

配置文件位于：

src/server/server_config.json

当前配置示例：

{
    "server_config": {
        "server_listen_ip": "0.0.0.0",
        "server_listen_port": 8080
    },
    "database_config": {
        "user": "root",
        "password": "123456",
        "host": "localhost",
        "port": 3306,
        "name": "game"
    }
}

配置通过 C++ #embed 在编译期嵌入程序，因此：

1. 修改 server_config.json 后必须重新编译。
2. 修改配置不会影响已经生成的旧二进制。
3. 真实环境不应把数据库密码直接提交到仓库，建议改用环境变量或独立的本地配置文件。

构建

将 /path/to/gcc-trunk/bin/g++ 替换为本机支持上述 C++ 特性的 GCC 路径：

cmake -S . -B build -G Ninja \
    -DCMAKE_CXX_COMPILER=/path/to/gcc-trunk/bin/g++ \
    -DCMAKE_C_COMPILER=/path/to/gcc-trunk/bin/gcc

cmake --build build -j2

构建产物：

build/game-server-dev
build/manager

如果运行时找不到 GCC trunk 对应的 libstdc++，需要临时补充运行库路径：

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/gcc-trunk/lib64:$LD_LIBRARY_PATH

数据库初始化

服务端依赖 MariaDB 的 game.users 表，字段包括： id、name、number、password_hash、create_time、level、exp、rank。

启动本地 MariaDB 和 Redis：

./script/database-manager.sh start

生成测试用户：

./script/user-manager.sh insert

脚本生成的测试账号为 num1、num2、...，对应密码为 pass1、pass2、...。

执行脚本前，请确保 server_config.json 和 script/user-manager.sh 中的数据库连接信息一致。

启动服务端

先启动数据库并完成用户初始化，再运行：

./build/game-server-dev

服务端默认监听：

0.0.0.0:8080

集成测试

服务端启动后，另开终端运行 manager。

登录测试：

./build/manager tests/test_files/test_login

房间和邀请测试：

./build/manager tests/test_files/test_room

房间聊天测试：

./build/manager tests/test_files/test_chat

匹配超时测试：

./build/manager tests/test_files/test_match

断线重连测试：

./build/manager tests/test_files/test_reconnect

测试文件中的命令会依次执行，输出示例：

1 : [ PASS ] add
2 : [ PASS ] login
3 : [ PASS ] room_create

当前 manager 支持的命令：

add
login
room_create
room_invite.accept
room_invite.reject
room_chat
match.accept
match.reject
match.timeout
battle.pick
disconnect
reconnect

Manager 命令

• add 添加客户端
  • add number 添加指定数量的客户端
• login 客户端登录
  • login 登录全部客户端
  • login index 登录指定客户端
  • login begin-end 登录指定范围的客户端
• room_create 创建房间
• room_invite.accept 接受房间邀请
• room_invite.reject 拒绝房间邀请
• room_chat 房间聊天
• match.accept 接受匹配
• match.reject 拒绝匹配
• match.timeout 测试匹配确认超时
• battle.pick 选择英雄
• disconnect 模拟客户端断线
• reconnect 模拟客户端断线后重连

通信协议

消息中的字段约定：

number       账号
id           用户 id
room_id      房间 id
<number>     数字
"string"     字符串
""           空内容

功能	客户端发送	服务器发送	说明
心跳	heart <id>		客户端定期发送
注册			暂未实现
登录	login "number"		客户端发送账号和密码哈希
登录成功		login_true "id" "number" "create_time"	登录成功
登录失败		login_false ""	登录失败
创建房间	room_create <id>
创建成功		room_create_true <room_id> <room_master>
邀请用户	room_invite <id1> <id2> <room_id>		用户 1 邀请用户 2
邀请消息		room_invite_message <user1> <user2> <room_id>
接受邀请	room_invite_accept <user> <room_id>
拒绝邀请	room_invite_reject <user1> <user2>
用户进入房间		room_join <user> <room_id> <room_master>
用户离开房间	room_leave <user> <room_id>	room_leave <user> <room_id>
房间聊天	room_chat <user> "msg"	room_chat <user> "msg"
开始匹配	match_join <room_id>
匹配成功		match_success <pending_match_id>
确认匹配	match_accept <user_id> <pending_match_id>
拒绝匹配	match_reject <user_id> <pending_match_id>		取消整个匹配
匹配取消		match_cancel ""	拒绝或超时触发
选择英雄	battle_pick_hero <battle_id> <user_id> <hero_name>
开始加载		battle_start_load ""	所有玩家选完英雄后发送
加载进度	battle_load <battle_id> <user_id> <val>		val 为百分比
开始对局		battle_start ""	所有玩家加载完成后发送
移动	battle_move <battle_id> <user_id> <x> <y>
普通攻击	battle_attack <battle_id> <user_id1> <user_id2>
释放技能	battle_cast_skill <battle_id> <user_id> <target_user_id> <x> <y>
断线重连	battle_reconnect <user_id>	battle_need_reconnect <battle_id> <room_id> <master_id>
用户信息更新		user_update_info <user_info>	对局结算后推送最新经验/等级/段位
对局结算结果		battle_result <battle_id> <winner_is_team_a> <team_a_ids> <team_b_ids>	对局结束时推送