Створення керуючого процесу
В якості керуючого процесу створено консольний додаток.
Код представлено нижче:
namespace ControlProcess
{
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Threading;
using NamedPipeWrapper;
using Сommon;
public static class Program
{
///
/// Путь процессу своего поля
///
private const string OwnFieldProcessName = @"..\..\..\OwnField\bin\Debug\OwnField.exe";
///
/// Путь к процессу своего поля
///
private const string EnemyFieldProcessName = @"..\..\..\EnemyField\bin\Debug\EnemyField.exe";
///
/// Массив процессов
///
private static readonly Process[] Process = new Process[]
{
new Process
{
StartInfo = new ProcessStartInfo(
OwnFieldProcessName, $"1")
},
new Process
{
StartInfo = new ProcessStartInfo(
OwnFieldProcessName, $"2")
},
new Process
{
StartInfo = new ProcessStartInfo(
EnemyFieldProcessName, $"1")
},
new Process
{
StartInfo = new ProcessStartInfo(
EnemyFieldProcessName, $"2")
}
};
///
/// Именнованый канал
///
private static readonly NamedPipeServer
PipeServer = new NamedPipeServer
("SeaBattle");
///
/// Ходы игрока 1 для передачи по каналу
///
private static readonly List
///
/// Ходы игрока 2 для передачи по каналу
///
private static List
///
/// Корабли игрока 1 для передачи по каналу
///
private static readonly List
///
/// Корабли игрока 2 для передачи по каналу
///
private static readonly List
///
/// Мьютекс для синхронизации
///
private static readonly Mutex Mtx = new Mutex();
///
/// Корабли игрока 1
///
private static List
///
/// Корабли игрока 2
///
private static List
///
/// Игровое поле игрока 1
///
private static bool[,] gameFieldPlayer1;
///
/// Игровое поле игрока 2
///
private static bool[,] gameFieldPlayer2;
///
/// Игрок 1 закончил расстановку
///
private static bool done1 = false;
///
/// Игрок 2 закончил расстановку
///
private static bool done2 = false;
///
/// Очередь хода
///
private static int orderMove = 0;
///
/// Убито корблей игроком 1
///
private static int kill1 = 0;
///
/// Убито корблей игроком 2
///
private static int kill2 = 0;
///
/// Имеем победителя
///
private static bool hasWinner = false;
///
/// Обработчик закрытия консольного приложения
///
private static SignalHandler signalHandler;
// Главная функция
public static void Main(string[] args)
{
// подпись на события закрытия консоли
signalHandler += HandleConsoleSignal;
ConsoleHelper.SetSignalHandler(signalHandler, true);
// подпись на события каналов
PipeServer.ClientConnected += PipeServerOnClientConnected;
PipeServer.ClientMessage += PipeServerOnClientMessage;
PipeServer.ClientDisconnected += PipeServerOnClientDisconnected;
PipeServer.Start(); // запуск канала
Console.WriteLine("Сервер запущен.");
Console.WriteLine();
// запуск процессов
for (int i = 0; i < Process.Length; i++)
{
Process[i].Start();
Console.WriteLine($"Процесс {i + 1} запущен.");
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Для закрытия нажмите любою клавишу...");
Console.WriteLine();
Console.ReadKey();
Console.WriteLine();
// уничтожение процессов и остановка сервера
for (int i = 0; i < Process.Length; i++)
{
Process[i].Kill();
Console.WriteLine($"Процесс {i + 1} закрыт.");
}
Console.WriteLine();
PipeServer.Stop();
Console.WriteLine($"Сервер остановлен.");
Thread.Sleep(1000);
}
// событие завершение работы консольного приложения
private static void HandleConsoleSignal(ConsoleSignal consoleSignal)
{
// уничтожение процессов и остановка сервера
for (int i = 0; i < Process.Length; i++)
{
Process[i].Kill();
Console.WriteLine($"Процесс {i + 1} закрыт.");
}
}
// прием сообщений от клиентов
private static void PipeServerOnClientMessage(NamedPipeConnection
connection, PipeMessage message)
{
switch (message.PipeMessageType)
{
case PipeMessageType.EndArrange:
EndArrange(message);
break;
case PipeMessageType.Update:
Update(connection, message);
break;
case PipeMessageType.SetMove:
SetMove(connection, message);
break;
}
}
// установка хода
private static void SetMove(NamedPipeConnection
connection, PipeMessage message)
{
// если у нас есть победитель
if (hasWinner)
{
// отправка сообщения
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PlayerId = 0,
PipeMessageType = PipeMessageType.Winn
});
return;
}
// нет очереди хода
if (orderMove == 0)
{
Console.WriteLine("Расстановка кораблей не закончена!");
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PipeMessageType = PipeMessageType.Error, Message = $@"Расстановка кораблей не закончена!"
});
return;
}
// первый игрок не готов
if (!done1)
{
Console.WriteLine("Игрок 1 не готов!");
connection.PushMessage(
new PipeMessage() { PipeMessageType = PipeMessageType.Error, Message = @"Игрок 1 не готов!" });
return;
}
// второй игрок не готов
if (!done2)
{
Console.WriteLine("Игрок 2 не готов!");
connection.PushMessage(
new PipeMessage() { PipeMessageType = PipeMessageType.Error, Message = @"Игрок 2 не готов!" });
return;
}
// ход первого игрока
if (message.PlayerId == 1)
{
Console.WriteLine("Ходит игрок 1");
// если не его очередь
if (orderMove != 1)
{
Console.WriteLine($@"Очередь ходить игрока {orderMove}");
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PipeMessageType = PipeMessageType.Error, Message = $@"Очередь ходить игрока {orderMove}"
});
}
else
{
// если ход уже был
if (MoveData1.Contains(message.Index))
{
Console.WriteLine($"Ход {message.Index.ToString()} уже был");
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PipeMessageType = PipeMessageType.Error,
Message = $"Ход {message.Index.ToString()} уже был"
});
return;
}
// получение типа хода
var moveType = gameFieldPlayer2[message.Index.X, message.Index.Y] ? MoveType.Cross : MoveType.Circle;
// добавление в коллекцию ходов
MoveData1.Add(new MoveData(new Point(message.Index.X, message.Index.Y), moveType));
// проверка убийства корабля
CheckKillShip(1, shipsPlayer2, MoveData1);
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PlayerId = 1,
PipeMessageType = PipeMessageType.Update,
MoveType = moveType,
Index = message.Index,
ShipData = ShipData1
});
Console.WriteLine($"Ход {message.Index.ToString()} {moveType.ToStringName().ToLower()}");
orderMove = moveType == MoveType.Cross ? 1 : 2;
if (HaveWinner())
{
Console.WriteLine($"Ход {message.Index.ToString()} приносит игроку 1 победу");
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PlayerId = 1,
PipeMessageType = PipeMessageType.Winn
});
return;
}
Console.WriteLine($"Очередь ходить игрока {orderMove}");
}
}
else if (message.PlayerId == 2)
{
Console.WriteLine("Ходит игрок 2");
if (orderMove != 2)
{
Console.WriteLine($@"Очередь ходить игрока {orderMove}");
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PipeMessageType = PipeMessageType.Error, Message = $@"Очередь ходить игрока {orderMove}"
});
}
else
{
if (MoveData2.Contains(message.Index))
{
Console.WriteLine($"Ход {message.Index.ToString()} уже был");
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PipeMessageType = PipeMessageType.Error,
Message = $@"Ход уже был"
});
return;
}
var moveType = gameFieldPlayer1[message.Index.X, message.Index.Y] ? MoveType.Cross : MoveType.Circle;
MoveData2.Add(new MoveData(new Point(message.Index.X, message.Index.Y), moveType));
CheckKillShip(2, shipsPlayer1, MoveData2);
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PlayerId = 2,
PipeMessageType = PipeMessageType.Update,
MoveType = moveType,
Index = message.Index,
ShipData = ShipData2
});
Console.WriteLine($"Ход {message.Index.ToString()} {moveType.ToStringName().ToLower()}");
orderMove = moveType == MoveType.Cross ? 2 : 1;
if (HaveWinner())
{
Console.WriteLine($"Ход {message.Index.ToString()} приносит игроку 2 победу");
connection.PushMessage(
new PipeMessage()
{
PlayerId = 2,
PipeMessageType = PipeMessageType.Winn
});
return;
}
Console.WriteLine($"Очередь ходить игрока {orderMove}");
}
}
}
// проверка есть ли победитель (убиты все возможные корабли)
private static bool HaveWinner()
{
if (kill1 == Constants.ShipCount() || kill2 == Constants.ShipCount())
hasWinner = true;
return hasWinner;
}
// проверка убит ли корабль и добавление его в коллекцию для передачи
private static void CheckKillShip(int playerId, List
{
RecalculateShipData(ships, moveData);
foreach (var ship in ships)
{
if (ship.IsKilled)
{
if (playerId == 1 && !ShipData1.Contains(ship.PastePoint))
{
ShipData1.Add(new ShipData(ship.PastePoint, ship.ShipType, ship.ShipOrientation));
kill1++;
Console.WriteLine($"Игрок 1 потопил {ship.ShipType.ToStringName().ToLower()} противника");
Console.WriteLine($"Утоплено кораблей {kill1}");
}
else if (playerId == 2 && !ShipData2.Contains(ship.PastePoint))
{
ShipData2.Add(new ShipData(ship.PastePoint, ship.ShipType, ship.ShipOrientation));
kill2++;
Console.WriteLine($"Игрок 2 потопил {ship.ShipType.ToStringName().ToLower()} противника");
Console.WriteLine($"Утоплено кораблей {kill2}");
}
}
}
}
// перерасчет точек кораблей
private static void RecalculateShipData(List
{
var find = false;
foreach (var move in moveData)
{
if (move.MoveType != MoveType.Cross) continue;
foreach (var ship in ships.ToList())
{
// if (ship.ShipPoints.All(x => x != move.Point)) break;
foreach (var shipPoint in ship.ShipPoints.ToList())
{
if (shipPoint == move.Point)
{
ship.ShipPoints.Remove(shipPoint);
find = true;
}
if (find) break;
}
if (find) break;
}
if (find) break;
}
}
// обновление данных
private static void Update(NamedPipeConnection
connection, PipeMessage message)
{
if (message.PlayerId == 1 && MoveData2.Count != 0)
{
Mtx.WaitOne();
connection.PushMessage(
new PipeMessage() { PipeMessageType = PipeMessageType.Update, PlayerId = 1, MoveData = MoveData2 });
Mtx.ReleaseMutex();
}
else if (message.PlayerId == 2 && MoveData1.Count != 0)
{
Mtx.WaitOne();
connection.PushMessage(
new PipeMessage() { PipeMessageType = PipeMessageType.Update, PlayerId = 2, MoveData = MoveData1 });
Mtx.ReleaseMutex();
}
}
// окончание игроком расстановки кораблей
private static void EndArrange(PipeMessage message)
{
if (message.PlayerId == 1 && !done1)
{
gameFieldPlayer1 = message.GameField;
shipsPlayer1 = message.ShipData.ToShipList().ToList();
Console.WriteLine($"Получена расстановка кораблей игрока {message.PlayerId}");
if (orderMove == 0)
{
orderMove = 1;
Console.WriteLine($"Первый ходит игрок {message.PlayerId}");
}
done1 = true;
}
else if (message.PlayerId == 2 && !done2)
{
gameFieldPlayer2 = message.GameField;
shipsPlayer2 = message.ShipData.ToShipList().ToList();
Console.WriteLine($"Получена расстановка кораблей игрока {message.PlayerId}");
if (orderMove == 0)
{
orderMove = 2;
Console.WriteLine($"Первый ходит игрок {message.PlayerId}");
}
done2 = true;
}
}
///
/// Подключения пользователя к серверу
///
private static void PipeServerOnClientConnected(NamedPipeConnection
connection)
{
/*if (connection.Id > 2)
return;
Console.WriteLine($"Игрок {connection.Id} подключен к серверу.");*/
}
///
/// Отклчюение пользователя от сервера
///
private static void PipeServerOnClientDisconnected(NamedPipeConnection
connection)
{
/*if (connection.Id > 2)
return;
Console.WriteLine($"Игрок {connection.Id} отключен от сервера.");*/
}
}
}
Результати роботи програми
Результати роботи додатку показані на рис. 4-6 .
Рис. 4. Зовнішній вигляд додатку
Рис. 5. Розміщення кораблів
Рис. 6. Хід гри
Висновок
Потік (thread) являє собою незалежну послідовність інструкцій в програмі. Потоки грають важливу роль як для клієнтських, так і для серверних додатків. Наприклад, під час введення якогось коду C # у вікні редактора Visual Studio проводиться аналіз на предмет різних синтаксичних помилок. Цей аналіз здійснюється окремим фоновим потоком. Те ж саме відбувається і в засобі перевірки орфографії в Microsoft Word. Один потік очікує введення даних користувачем, а інший в цей час виконує у фоновому режимі деякий аналіз. Третій потік може зберігати записуються дані в тимчасовий файл, а четвертий - завантажувати додаткові дані з Інтернету.
У додатку, який функціонує на сервері, один потік завжди очікує надходження запиту від клієнта і тому називається потоком-слухачем (listener thread). При отриманні запиту він відразу ж пересилає його окремому робочому потоку (worker thread), який далі сам продовжує взаємодіяти з клієнтом. Потік-слухач після цього повинен бути відшкодований до своїх обов'язків по очікуванню надходження наступного запиту від чергового клієнта.
Кожен процес складається з ресурсів, таких як віконні дескриптори, файлові дескриптори і інші об'єкти ядра, має виділену область у віртуальній пам'яті і містить як мінімум один потік. Потоки плануються до виконання операційною системою. У будь-якого потоку є пріоритет, лічильник команд, який вказує на місце в програмі, де відбувається обробка, і стек, в якому зберігаються локальні змінні потоку. Стек у кожного потоку виглядає по-своєму, але пам'ять для програмного коду і купа поділяються серед всіх потоків, які функціонують усередині одного процесу.
Це дозволяє потокам всередині одного процесу швидко взаємодіяти між собою, оскільки всі потоки процесу звертаються до однієї і тієї ж віртуальної пам'яті. Однак це також і ускладнює справу, оскільки дає можливість безлічі потоків змінювати одну і ту ж область пам'яті.
Список використаної літератури
1. Побегайло А. «Системное программирование в Windows». СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 1056 с.
2. Шилдт Г. Полное руководство по С# 4.0.: Пер. с англ. - М.: ООО «И. Д. Вильямc», 2012. - 1047 с.
3. Джеффри Рихтер «Программирование на платформе Microsoft.NET Framework 4.5 на языке C#».
4. Потоки (threads) и многопоточное выполнение программ, http://www.intuit.ru/studies/courses/641/497/lecture/11284?page=1
5. Многопоточность и синхронизация, https://professorweb.ru/my/csharp/thread_and_files/1/1_7.php
6. Общие сведения о платформе .NET Framework, https://msdn.microsoft.com/
7. Преимущества многопоточности, https://www.opennet.ru/docs/RUS/ipcbook/node43.html
8. Многопоточность в ООП, https://habrahabr.ru/post/164487/
9. Пространство имен System.Threading. https://msdn.microsoft.com/ ru-ru/ library/ system.threading(v=vs.110).aspx
10. Класс Thread. https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/system. threading.thread(v=vs.110).aspx
Класс Process. https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/system. diagnostics.process(v=vs.110).aspx
Синхронизация потоков (C# и Visual Basic). https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/windows/desktop/ms173179 (v=vs.120). aspx
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10