https://atnd.org/events/76070 の発表資料です

1. ポコロンダンジョンズと
リアルタイム通信
-­‐‑ クライアント編 -­‐‑
Grenge
袴田 大貴

2. 自己紹介
• 袴田 大貴 (Hakamata Daiki)
• 株式会社グレンジ所属
• ポコロンダンジョンズ クライアントエンジニア
• リリース前から現在まで
https://www.facebook.com/D.hakamata

3. ポコロンダンジョンズ

4. アプリ紹介
• なぞるパズルRPG
パズルブロック「ポコロン」をなぞって主人公を動かし、
敵を攻撃してダンジョンを攻略！
• 1000種を超える装備, モンスター
• 最大4人の協力プレイ「共闘」

6. アジェンダ
1. 構成
2. 同期方法
3. 具体例
4. 確率で発生する事象
5. 待ち合わせ
6. 再接続と強制同期
7. まとめ

7. 1. 構成

8. 構成図
curl (h+ps) WebSocket (wss)
(詳細はサーバサイドの塚原さんの発表で…)

9. リアルタイム通信
n プロトコル
WebSocket : ブラウザでは定番
UDP : MMOでよく使われる
RUDP : UDPとTCPの良いとこどり
HTTP : ポーリング
n ミドルウェア
Node.js : すべての処理を自前で実装, JavaScript
Photon : クラウドあり, C#, WIndowsServer
モノビットエンジン : クラウドあり, C++, LinuxServer

10. クライアント構成
n ゲームエンジン
Cocos2d-x v3.2.0
n 使用言語

11. ソケット通信
n iOS
AZSocketIO
[ SocketRocket, AFNetWorking ]
n Android
Socket.IO-Client for Java
[ Java-WebSocket ]
どちらも独自に改造済み

12. AZSocket
Socket.IO-­‐‑Client
for Java
GRWebSocket
ポコロンダンジョンズ
実装構成

13. 発生した問題
• バックグラウンド時の通信維持
• ソケットライブラリのメモリリーク
• ソケット切断後GC多発
• 特定端末(Nexusなど)専用対応
• 意図的な切断と偶発的な切断の区別
• 通信保証 (再送)
• 再接続

14. ソケット通信Libの改修
n iOS
host, port, pathによる接続先設定
SSL対応
切断/再接続処理
n Android
SSL対応
SSLContextのプロトコル複数対応
切断処理 (GC多発)
JNI/マルチスレッド対応
イベント名+JSONデータ送受信

15. 2. 同期方法

16. 同期方法
n クライアント分散方式
サーバが中継, 各クライアントが処理
n イベント同期
特定のイベントをトリガとして同期
演算に必要なデータを送受信
なぞった！
中継役

17. その他の同期方法
n サーバ集中方式
入力をサーバに送信し、サーバが処理
結果を各クライアントに配信
n リプレイ再生
クライアント側は演算せず、再生のみ
n フレーム同期
毎フレームに同期を行う

18. 端末間の同期
• 盤面の色, 配置
• 敵の情報
• プレイヤー, 召喚モンスターの情報
• 被ダメ/与ダメ
• ターン数
• ドロップ情報
全てをやり取りするとデータ量多い！

19. 端末間の同期
• ポコダン は ターン制
→ 他プレイヤーの操作を自端末で再現すればデータ量削減
(2, 4), (2, 5), (3, 6)
をなぞった
再現します

20. 通信保証
受領通知が来るまで一定間隔で再送
サーバ→クライアントの場合も同様
①送信
②受領通知
• 端末間ではなく端末-サーバ間で保証

21. 3. 具体例

22. 部屋生成〜クエスト開始
①部屋生成要求 ②接続確立＆部屋情報同期
n ホスト

23. 部屋生成〜クエスト開始
①部屋一覧要求
②部屋参加要求
n ゲスト
③接続確立＆部屋情報同期

24. クエストの流れ
プレイヤーターン開始
なぞる A.スキル
なぞったマスを
歩きながら攻撃
C.スキル
敵ターン開始
移動前行動
移動中行動
移動後行動

25. クエスト中 (送信)
n ターンの操作権限者が送る情報
• プレイヤ番号
• 行動タイプ (なぞり/スキル/リタイア/コンティニュー)
• コマンドインデックス (送信情報のシーケンシャル番号)
• (なぞり情報)
• (使用したスキル情報)

26. プレイヤー : 2
コマンド : 0
タイプ : なぞり始め
なぞり : (1, 4)
プレイヤー : 2
コマンド : 1
タイプ : なぞり中
なぞり : (2, 4)
・・・
プレイヤー : 2
コマンド : 5
タイプ : なぞり終わり

27. クエスト中 (受信)
n なぞり始め
盤面を暗転
n なぞり中
なぞり情報を元に光るラインを再現
n なぞり終わり
なぞりルートを確定
「送信者側の端末で起きた事象を自身の端末で再現」

28. 4. 確率で発生する事象は
どうする？
クリティカル, 回避, 状態異常 etc…

29. 乱数(擬似乱数)
乱数生成器
シード値 : A
乱数列
x1, x2, x3, x4, x5, …
乱数生成器
シード値 : B
乱数列
y1, y2, y3, y4, y5, …
同一のシード値で初期化すれば、同一の乱数列が得られる

30. 乱数同期
乱数生成器
乱数生成器
乱数生成器
乱数生成器
シード:X
全端末で同じ乱数列

31. 複数の乱数生成器
n 可能な限りズレを抑止するために乱数生成器は複数
キャラクター毎に専用の乱数生成器
演出用の非同期の乱数生成器

32. 乱数生成器
n メルセンヌ・ツイスター
<random>ヘッダ
決定的
周期が長い
一様分布
高速
GRRandomUtility とライブラリ化して使用

33. OSとSTL
n iOS
libc++ (LLVM C++ standard library)
n Android
APP_STL := gnustl_static [Application.mk]
C++標準ライブラリが異なるので、そのままではシード値
を同期しても生成される乱数列が異なる

34. OSとSTL
n AndroidをiOSに揃える
NDKのリファレンス
APP_STL := c++_static
(cocos2d-x v3.2の推奨NDKバージョンは r9d ですが r10dを使用)

35. 5. 待ち合わせ

36. 待ち合わせ
Ready
Ready
Ready
待ち合わせ開始をサーバに通知

37. 待ち合わせ
AllReady
AllReady
AllReady
部屋の人数分揃ったらクライアントに通知

38. 6. 再接続と強制同期

39. 意図的/偶発的な切断
n 意図的な切断
専用のイベントをサーバに送信してから切断
これによって偶発的な切断と区別が可能
・偶発的切断の発生件数検証
・ゲーム内の通知メッセージ出し分け

40. 疎通ロスト判定
Verification
Verification
1P
2P
3P
疎通確認データを送信

41. 疎通ロスト判定
VerificationResult
疎通を確認できたプレイヤーリストが返却
VerificationResult
VerificationResult
疎通確認プレイヤーリスト
1P, 3P

42. 疎通ロスト判定
n 疎通ロストしたプレイヤーがターン操作権限を持ってい
た場合、ターンをスキップする
n (共通の仕様として)スキップ3回で部屋からキック
マナーの悪いプレイヤーの排除
安定した通信環境のプレイヤーのプレイを保護

43. 再接続
1. 偶発的切断発生
2. 一定時間、再接続を試みる
3. 再接続に成功したら、クエスト復帰
キャリア回線とWi-Fiの切り替わりなど瞬断は起こりうる
「通信は切れるもの」として対策をする

44. 強制同期
n 検証用の盤面情報を相互に送受信し、差異があった場合
はホスト権限者の盤面に強制的に揃える
n 中断セーブデータ
シングルプレイの仕組み
クエスト情報をJSONに書き出しファイルに保存
シングルプレイで使用している中断セーブデータを流用
差異が生じたらホストのデータに全員ロールバック

45. 7. まとめ

46. まとめ
n 複数のプレイヤの情報を互いに送受信しつつ整合性を保
つ、のがリアルタイム通信によるゲームのキモ
n ゲーム性に合わせた技術/同期方式を選定するのが重要
n 通信時間がどうしても発生するので、データ量は可能な
限り削減する