基于lua协程的AI服务实现

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以前写过一编博客介绍我们游戏的AI服务器。

基本的结构就是利用windows的fiber，在每个fiber中运行一个lua虚拟机，具体的内容可以产参看

http://blog.csdn.net/sniperhuangwei/article/details/5425471

但这个方案有一个缺点，就是随着项目的推移，AI脚本变得越来越复杂，每个虚拟机占用的内存就变得越来越大。

当一个进程上运行的AI对象数量很大时这个进程就吃掉了非常大的内存。

经过一番考量，我决定不使用windows的fiber来支持用户态线程调度框架，而是改用lua的coroutine.

这样整个进程只需要维护一个lua虚拟机就够了，即使AI脚本变得更复杂所占用的内存也不会太恐怖.

下面是coroutine的调度框架，基本结构跟原来的fiber框架是一样的.

co.lua

coObject = 
{
    next_co = nil, --活动队列中的下一个协程对象
    co = nil,      --协程对象
    status,  --当前的状态
    block = nil,   --阻塞结构
    timeout,
    index = 0,
    sc,      --归属的调度器
    name
}

function coObject:new(o)
  o = o or {}   
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
return o
end

function coObject:init(name,sc,co)
    self.name = name
    self.sc = sc
    self.co = co
end

function coObject:Signal(ev)
if self.block ~= nil then
if self.block:WakeUp(ev) then
            self.sc:Add2Active(self)
        end
    end
end


blockStruct = {
    bs_type,
}

function blockStruct:new(o)
  o = o or {}   
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
return o
end

function blockStruct:WakeUp(type)
return true
end

timer.lua

timer = {
    m_size = 0, --元素的数量
    m_data = {}  --元素
}


function timer:new(o)
  o = o or {}   
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
return o
end


function timer:Up(index)
    local parent_idx = self:Parent(index)
while parent_idx > 0 do
if self.m_data[index].timeout < self.m_data[parent_idx].timeout then
            self:swap(index,parent_idx)
            index = parent_idx
            parent_idx = self:Parent(index)
else
break
        end
    end
end

function timer:Down(index)
    local l = self:Left(index)
    local r = self:Right(index)
    local min = index

if l <= self.m_size and self.m_data[l].timeout < self.m_data[index].timeout then
        min = l
    end

if r <= self.m_size and self.m_data[r].timeout < self.m_data[min].timeout then
        min = r
    end

if min ~= index then
        self:swap(index,min)
        self:Down(min)
    end
end

function timer:Parent(index)
return index/2
end

function timer:Left(index)
return 2*index
end

function timer:Right(index)
return 2*index + 1
end



function timer:Change(co)
    local index = co.index
if index == 0 then
return
    end
    --尝试往下调整
    self:Down(index)
    --尝试往上调整
    self:Up(index)
end

function timer:Insert(co)
if co.index ~= 0 then
return
    end
    self.m_size = self.m_size + 1
    table.insert(self.m_data,co)
    co.index = self.m_size
    self:Up(self.m_size)
end

function timer:Min()
if self.m_size == 0 then
return 0
    end
return self.m_data[1].timeout
end

function timer:PopMin()
    local co = self.m_data[1]
    self:swap(1,self.m_size)
    self.m_data[self.m_size] = nil
    self.m_size = self.m_size - 1
    self:Down(1)
    co.index = 0
return co
end

function timer:Size()
return self.m_size
end

function timer:swap(idx1,idx2)
    local tmp = self.m_data[idx1]
    self.m_data[idx1] = self.m_data[idx2]
    self.m_data[idx2] = tmp

    self.m_data[idx1].index = idx1
    self.m_data[idx2].index = idx2
end

function timer:Clear()
while m_size > 0 do
        self:PopMin()
    end
    self.m_size = 0
end

scheduler.lua

scheduler =
{
    active_head = nil,--活动列表头
    active_tail = nil,--活动列表尾
    pending_add = {},--等待添加到活动列表中的coObject
    m_timer = nil,
}



function scheduler:new(o)
  o = o or {}   
  setmetatable(o, self)
  self.__index = self
return o
end

function scheduler:init()
    self.m_timer = timer:new()
end

--添加到活动列表中
function scheduler:Add2Active(coObj)
    table.insert(self.pending_add,coObj)
end

--尝试唤醒uid
function scheduler:TryWakeup(coObj,ev)
if coObj.block then
        coObj:Signal(ev)
    end
end

--强制唤醒纤程
function scheduler:ForceWakeup(coObj)
if coObj.status ~= "ACTIVED" then
        coObj.sc:Add2Active(coObj)
    end

end

--强制唤醒阻塞在type条件上的纤程
function scheduler:ForceWakeup(coObj,type)
if coObj.status ~= "ACTIVED" and coObj.block and coObj.block.bs_type == type then
        coObj.sc:Add2Active(coObj)
    end
end

--睡眠ms
function scheduler:Sleep(coObj,ms)
if ms > 0 then
        coObj.timeout = GetTick() + ms
if coObj.index == 0 then
            self.m_timer:Insert(coObj)
else
            self.m_timer:Change(coObj)
        end
        coObj.status = "SLEEP"
    end
    coroutine.yield(coObj.co)
end

--暂时释放执行权
function scheduler:Yield(coObj)
    coObj.status = "YIELD"
    coroutine.yield(coObj.co)
end


--主调度循环
function scheduler:Schedule()

    --将pending_add中所有coObject添加到活动列表中
for k,v in pairs(self.pending_add) do
            v.next_co = nil
if self.active_tail ~= nil then
                self.active_tail.next_co = v
                self.active_tail = v
else
                self.active_head = v
                self.active_tail = v
            end
    end

    self.pending_add = {}

    --运行所有可运行的coObject对象
    local cur = self.active_head
    local pre = nil
while cur ~= nil do
        coroutine.resume(cur.co,cur)
        print("从coro中回来")
        local status = cur.status
        --当纤程处于以下状态时需要从可运行队列中移除
if status == "DEAD" or status == "SLEEP" or status == "WAIT4EVENT" or status == "YIELD" then
            --删除首元素
if cur == self.active_head then
                --同时也是尾元素
if cur == self.active_tail then
                    self.active_head = nil
                    self.active_tail = nil
else
                    self.active_head = cur.next_co
                end
            elseif cur == self.active_tail then
                    pre.next_co = nil
                    self.active_tail = pre
else
                pre.next_co = cur.next_co
            end

            local tmp = cur
            cur = cur.next_co
            tmp.next_co = nil
            --如果仅仅是让出处理器，需要重新投入到可运行队列中
if status == "YIELD" then
                self:Add2Active(tmp)
            end
else
            pre = cur
            cur = cur.next_co
        end
    end
    --看看有没有timeout的纤程    
    local now = GetTick()
while self.m_timer:Min() ~=0 and self.m_timer:Min() <= now do
        local co = self.m_timer:PopMin()
if co.status == "WAIT4EVENT" or co.status == "SLEEP" then
                self:Add2Active(co)
        end
    end
end

test.lua

function cofun(coObj)
while true do
        Show()
        print(coObj.name)
        coObj.sc:Sleep(coObj,1)
    end
end


function test()


 local sc = scheduler:new()
 sc:init()

 local co1 = coObject:new()
 local coro1 = coroutine.create(cofun)
 co1:init("1",sc,coro1)

 local co2 = coObject:new()
 local coro2 = coroutine.create(cofun)
 co2:init("2",sc,coro2)

 local co3 = coObject:new()
 local coro3 = coroutine.create(cofun)
 co3:init("3",sc,coro3)

 local co4 = coObject:new()
 local coro4 = coroutine.create(cofun)
 co4:init("4",sc,coro4) 

 sc:Add2Active(co1)
 sc:Add2Active(co2)
 sc:Add2Active(co3)
 sc:Add2Active(co4) 

while true do
    sc:Schedule()
 end

end