我应该如何处理 AI 线程和主游戏循环之间的通信？答案

【问题标题】：How should I handle the communication between AI threads and the main game loop?我应该如何处理 AI 线程和主游戏循环之间的通信？
【发布时间】：2011-12-09 17:05:25
【问题描述】：

我正在使用 Java（在 Android 框架中）开发一款回合制策略游戏。按照开始 Android 游戏中的结构，我有一个渲染线程和一个 UI 线程。渲染线程反复更新世界状态，然后重绘世界。当用户与屏幕交互时，GUI 向世界发送动作（命令模式）。现在我正在添加 AI 玩家，这是我的计划：

每个 AI 玩家都有一个在单独线程上运行的 AI。

当世界在 AI 回合中更新时，它会检查是否有待处理的动作。如果是这样，它会执行它。然后它会询问 AI 玩家的下一步行动。

AI 播放器会将动作请求发送到 AI 线程，然后返回。

最终，人工智能会提出一个动作，并将其发布回世界，世界将在下一次更新中看到它。

两个问题：

1) 这个设计听起来不错？

2) 我如何处理与 AI 线程之间的通信？如果我有 AI 线程调用 world.queueAction(action)，这似乎可以工作，但如果渲染线程调用 ai.chooseAction(world)，它将在渲染线程上运行选择操作，这不是我想要的.

【问题讨论】：

你没有在渲染线程中做世界逻辑，是吗？

标签： java android multithreading artificial-intelligence

【解决方案1】：

我会为 AI 提供一个 ExecutorService，并为您希望它执行的事情添加任务。对于 UI，您可以拥有一系列已更改且可能需要重新绘制的内容。我很想对所有 AI 使用单个线程，直到您知道这会有所帮助。无论如何，大多数 Android 设备只有 1-2 个 CPU。

【讨论】：

好的，所以 AI 类将实现 Runnable，它的 run() 方法将根据当前关卡状态计算下一步移动，然后将新的动作排队到世界。 AIPlayer 会有一个静态的 ExecutorService。当在 AIPlayer 对象上调用 chooseAction() 时，它将使用当前关卡状态更新其 AI 实例，然后告诉执行器服务运行其 AI 实例。

【解决方案2】：

您确定系统能够处理大量线程吗？请记住，运行线程的“最佳”数量通常是n + 1，其中n 是系统拥有的内核数量。如果这是在手机上运行，那么可用的会更少，但除非你运行超过 10 个，否则可能没问题...

对于游戏和 AI 之间的联系，考虑（人类）玩家和 AI 之间的区别可能会有所帮助：只有一个重要区别 - 一个是计算机，另一个不是。最好将 AI 采取的行动提交到与人类玩家完全相同的队列（或通过相同的通用机制）（因此，请致电 world.queueAction(action);）。它还简化了 AI 和人类玩家之间的交换，因为您的世界更新代码不需要知道其中的区别......

我假设您已经有某种事件来通知玩家/在轮到人类玩家时更新屏幕。对 AI 线程执行完全相同的操作 - 让它侦听适当的“轮到你了”事件，使其完成（此迭代）计算并在队列中放置一个动作。请注意，这需要从“世界更新”线程中完成；渲染线程应该只关心将输出渲染到屏幕上（并且只关心玩家输入）。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果我理解正确：

您有一个渲染线程。据推测，这会以显示帧速率运行。
您有一个“世界逻辑”线程。这从一些可预测的计时器运行。
- 您在一个线程中有一般物理、玩家输入或其他操作；
- 每个 AI 角色都有一个单独的线程

您似乎可以安全地以Future 的形式运行每个 AI 逻辑线程，并在每一帧上执行“世界”线程正在执行的任何其他操作后一起获取它们的结果。

【讨论】：

实际上是这样的：Android UI 线程（注册用户触摸和其他事件），Render 线程（绘制屏幕并更新世界逻辑，以帧速率运行）。所以世界更新没有定期的“时钟滴答”。也许应该有？
假设那是一个离屏渲染缓冲区还是什么？不是所有的 UI 更新都必须在 Android 上的一个线程中进行吗？（他们在 1.5 中做到了，但我已经过时了，我知道……）
它有一个循环，执行世界逻辑更新，将世界渲染到缓冲区中，然后锁定画布，渲染缓冲区，解锁画布，然后返回顶部。
有趣，不知道你现在能做到。尽管如此，我还是害怕将世界逻辑与渲染联系起来。我建议将世界逻辑的计时器和渲染管道尽可能分开，这样就不会导致显示速度变慢。人物走得更慢。而且，正如 X-Zero 指出的那样，您不太可能拥有多个 CPU，因此使用许多单独的线程可能会过于复杂。