PvP竞赛游戏设计与实现

谁践踏了优雅 2022-11-13 12:29 144阅读 0赞

## 写在前面 ##

这个月接手了两个较大的需求，其中一个是竞赛类游戏，还有一个是抢红包的玩法。两种都涉及人与人之间一定的互动，游戏趣味性相对较高，从数据上反应用户也会相对更加喜欢。

本文先介绍第一个需求的背景、设计与实现。关于抢红包的将放在下一篇文章进行讨论。

## 需求背景 ##

之前有一阵子，有个很火的小游戏-阳光养猪场，那个养猪合成然后提现的，经常在短视频平台做广告。本质就是用户会每天来进行养猪，到一定等级就可以提现。

产品觉得每个用户与猪场是独立互动的，用户与用户之间没有什么互动，想搞一场养猪大赛来提高用户与用户之间的互动，并通过PvP竞赛机制刺激用户养猪，从而提高用户对产品的各项数据，比如UV、DAU啊等等……

最终效果大概是，用户进入猪场便开启一轮养猪大赛，随机匹配几名对手，在规定时间内按照养猪次数进行排名，最终按照名次发放一定的奖励。

## 需求分析 ##

首先，一场养猪大赛的流程是用户上线，系统自动为其随机匹配N名对手组成一队。竞赛在有效时间内，需要记录下每名玩家的养猪次数，便于用户实时统计查看对手的次数，确认自己的名次。所以，一场竞赛主要包括竞赛固有信息、队伍成员信息、选手养猪次数信息等核心信息。当然还会有一些其他辅助类信息，比如给用户展示所有对手的头像昵称、地区等级等信息给用户更逼真的游戏体验。

那么进行一场这样的竞赛，需要哪些数据呢？

竞赛固有信息包含开始时间和结束时间，每个竞赛都会有一只队伍，之间是一对一的关系，除非同一批人进行多轮竞赛。每支队伍包括成员数量，每名成员的基本信息以及最核心的实时养猪次数信息。结算时还包括各个排名对应的奖励信息。

可能以上都还好，读者应该和我刚拿到需求的时候一样，对如何匹配对手感到好奇。不禁想到我们在玩LOL之类的游戏是如何匹配的，它会按照我们自己的胜率、段位水平匹配旗鼓相当的对手，这样保证了游戏体验，维持平衡。所以养猪小游戏也是一样，用户的养猪能力也是分三六九等的，我们需要根据用户当前的等级匹配对应等级的对手。至于如何确定用户当前的等级，这就需要你提前设置好一些规则对用户进行划分，在竞赛上线之前，这个划分等级先先提前预埋。比如每天养猪100次的是A等，100～200次的是B等……这样划分好后，我们还需要准备一个反向索引，即A等有哪些用户（uid），B等有哪些，这样在匹配对手时，我们就可以先判断自身是哪一等，再去按规则随机去其他等级的桶里捞uid，这样一队人就组成功了。

## 技术选型 ##

知道流程，定义好了数据结构，我们就可以进行大致的技术选型。

首先，考虑到竞赛本身是一个有时限的游戏，相当于有一定的过期性，最适合存储数据的首先想到用redis。而且这种实时PvP的竞赛，查询与写入量都很大。

考虑到当结算已经到了结算时间，用户可以领取了，但是redis过期了，数据岂不是没了？这一点倒不用担心，一是本身就可以设置奖励领取时限，告知用户规则；二是我们可以竞赛结算时将结果进行落库等方式持久化。

对于上述讲的匹配对手部分，这主要涉及的是一些离线数据，关乎到用户的历史行为，比如用户的养猪次数，他们的等级划分。目前业务遵循，用户的在游戏内的行为会进行记录，会落到MySQL、ES等存储上，甚至进一步异步抽数到大数据侧。BI同学可以通过大数据分析平台离线计算用户行为，按照业务的指标重新整合出一份数据。比如业务代码会将用户每次养猪行为记录到ES，之后同步到HIVE，BI便可以直接从HIVE表中对用户过去一整天的数据进行统计，最终按照规则划分出ABCD几个等级，也能建立反向索引。所以，这整个形成了一个闭环。（当然我对这个环认知浅薄，明显感觉到了大数据那块说的比较笼统不专业）

## 具体实现 ##

考虑到实现成本，一期实现的效果是一个单向的竞赛，即用户随机匹配n个对手，但自己并不是他们的对手。仔细想想这样的差别？

如果是双向的，那么每场竞赛是n个成员公用的信息，那么竞赛和队伍、成员的关系是一对一和一对多的关系。而如果是单向的，完全可以理解为竞赛和成员也是一对一的关系，因为对手们不care是谁把“我”当成了对手，只有竞赛的主角才care，只需要创建竞赛的时候记录下匹配的对手名单即可。在技术实现上，单向的也更为简单，只需要将竞赛信息、队伍中对手信息存在一个redis key中即可。如果是双向的，这需要竞赛信息和队伍id保存在一个key，其实队伍id对应n的选手信息保存在一个key，所以成员都要保存一个自己当前对应的竞赛信息key。

在对手匹配上，BI同学可以提前把每个等级用户们的uid进行存储到redis中，结构例如是：A-uidList，B-uidList……在匹配对手时，可能会所有人都访问同一个redis key，所以也会造成热key问题。同时每个等级的uid集合会非常庞大，而我们每次匹配对手也仅仅随机取其中几个。这样势必需要我们将uid集合进行打散到多个桶中，既能解决热key也能解决大key问题。比如A等级10w个uid分到1000个桶中，每个桶仅存放100个uid即可。

至于最核心的养猪次数怎么实时统计呢？既然是单向的竞赛，我可能是周期是昨天今天的48h，对手的可能是今天明天的48h，所以必须将用户养猪次数按最小的时间粒度存储。这里的最小指的是满足业务需求的最大粒度。比如每小时的用户养猪次数记录在同一个redis key下，key的结构可以为：prefix+uid+date+hour。这样在统计每个竞赛的所有成员养猪次数信息时，可以按照竞赛开始时间截止当前时间，批量查询所有符合时间段的redis进行聚合。当然按小时粒度已经足够小了，天级别的粒度也够我们的需求了。

其他一些细枝末节的信息，比如奖励，用户昵称头像等，这些存储到合适的地方都行，有现成接口调用不存储也可，怎么方便怎么来。

## 双向竞赛 ##

不妨想一想，如果要实现双向的怎么搞呢？

首先匹配对手的方案还是不变，主要变化的是竞赛信息的存储，以及养猪次数的记录。

因为竞赛和队伍、成员已经不能看做是一对一的关系，那么就需要按照设计DB的那套方法对其关系进行梳理。每个竞赛id关联一个队伍id，每个队伍id关联着n名uid，每个uid又关联一个竞赛id，同一队伍的uid关联的当然也是同一竞赛id。

从玩家角度讲，自己首先在redis存储自己当前的竞赛id，然后redis对应会有一个以竞赛id为key的值，里面存放了所有成员uid（这里简化了队伍id）。

由于处于一队的成员们共享同一个竞赛，所以每个人每次喂食都去修改自己的次数即可，完全可以把养猪次数记在竞赛id的key信息里面。链路即用户养猪后，先，查到当前自己的竞赛id，然后再去查竞赛信息，然后给自己的次数+1。别的成员会立刻看到次数上涨了。

看似好像更简单了？

其实问题不在这里，而在于创建竞赛时可能出现并发行为，A选了B和C，B又选了D和E，这可能是同时的。所以这样游戏的整体交互流程需要进行变动，创建竞赛不是由每个人自己创建，而应该由系统统一进行创建分配，让系统“串行”的去创建队伍，分配人员，解决并发。仔细想想，我们开始一局LOL比赛时，匹配等待一段时间是为什么？

## 机器人 ##

养猪竞赛允许并列名次，如果大家都跟商量好一样，都不养猪，都能拿第一，是不是很不错，一点也不卷。所以我们要给它一个push，更好的调动用户们的养猪积极性。

产品说机器人可不能很呆，次数一成不变，也得像真人一样，过一会儿养一次猪，23333。而且机器人也得有难度之分，就像LOL普通、一般、末日一样。

怎么实现这种mock行为呢？

首先机器人这种模拟真人，完全可以将“过去式”的真人行为表现在机器人身上，一样BI统计好养猪次数，按照小时划分好，业务代码计算机器人养猪次数时进行聚合即可。按照这种思路，相信难度之分完全可以实现。