homework-05

接口声明

/reg

GET:

输出一个注册表单,其中

id:用户名

pd:密码

POST:

接收一个表单{id="",pd=""}，返回：

0:注册成功

-1:注册失败

/attend

GET:

输出一个游戏参与表单，其中

id:用户名

pd:密码

num:1-100之间的实数，表示所要提交的数字

POST:

接受一个表单(id="",pd="",num="")，返回:

-1:用户名不存在

-2:密码错误

-3:数字范围出错(必须在1-100之间)

-4:游戏结束 

　　

left_time+","+now_turn+","+success?:

    left_time:表示下一轮多少秒后开始

    now_turn:当前轮数

    success?:1表示提交成功，0表示提交失败(服务器锁中，正在计算)

/result

GET:

返回n行，倒序的golden_number

/

GET:

返回综合信息榜

设计说明

这次服务器是由forwil同学编写的。

游戏一开始（第0轮）有20s的注册时间，这段时间内必须注册好用户，注册的用户提交{用户名,密码}到/reg，服务器返回0表示提交成功，返回-1表示用户名重复了。这保证了一个用户名只能存在一个。

每次用户往/attend提交自己的 {用户名、密码、数}时，服务器返回三个信息：下一轮比赛开始时间time，当前提交的轮数turn，当前提交是否成功succ。通过后两个信息可以得知 自己的提交结果。而time预示了下一轮比赛的开始时间，客户端可以sleep(time)再继续提交，所以说这样客户端很容易实现自动游戏。

这就意味着，客户端和服务端之间不“等待”，服务端不等待所有用户提交后才进行游戏。所以游戏时间是均匀的（设定为1.2s一次），为了保证能计算出游戏结果，在游戏的最后0.2s里不允许用户再进行提交了。

为了让客户端程序能得到更多可供AI调用的信息，我们在/result里返回了历史的Golden number，来让客户端“学习”golden number分布的模式。

程序主体采用Python编写，http请求处理使用webpy框架实现，主要对每个url实现了GET/POST相应。

在综合信息榜(/)上，为了实现更好的信息展示效果，我们用了canvas元素来绘制折线图，加上Ajax通信手段，来实现异步刷新golden number 变化曲线。

主程序分两类线程，一类线程用来处理http请求，这方面的线程调度由webpy自动处理。另一个线程是游戏结果处理线程。两类线程之间通过全局变量来通信。

我主要写了客户端，根据以上接口进行注册和提交，并尝试了40个线程同时提交，效果还可以。但由于ruby的多线程是用户级的 ，调度上可能稍慢，如果分开多个进程效果更好。

提交策略参考了邹欣老师的一篇关于黄金点游戏的文章，根据一般情形下 黄金点游戏的趋势来提交。

为了能让服务器能在一秒内完成比赛，我们在设计接口的时候进行了一些简化。 游戏开始后只有两个请求，并且通过返回距下一次游戏开始的时间来减少请求。 后来forwil同学又简化了数据库操作，使数据先暂存，直到游戏结束再进行存储。这样大大减少 了服务器的负担，基本上能一秒进行一次游戏。

回答问题

你对于这个系统的服务器和接口是如何设计的?  应该采取哪些设计让游戏能顺利完成? 写出具体的接口。

　　　接口上边已经说了。

你和你的同伴分工负责, 设计出服务器应该有几个功能模块,  这些功能模块之间的关系 (用 UML 或其它图例来表示)。

　　　功能模块主要分http请求处理线程和游戏处理线程。 模块之间通过全局变量来通信。简单的说就是客户端请求提交数字，服务端接受并返回下一次游戏开始时间，客户端sleep相应时间避免无意义的提交。

写出每个模块功能的伪代码，要能做到让另一个同学能看到这些伪代码，就能明确实现的要求并马上开始实现。

　　    方法很简单，上面一句话就能明白了。

我们的课程有 60 名学生 (60 个客户程序)，如何能设计服务器程序和交互的接口让它能在 1 秒钟之内就完成一轮比赛?  

　　　可以，只需要加个随机随机化让用户分散在0.5秒里均匀访问就行了。当然我们不能假设用户的行为，但可以规定。

程序代码

import web
import string
import time
import thread
from web import form
import data

urls = (
    '/reg','reg',
    '/attend','attend',
    '/','board',
    '/result','result',
    '/resulthtml','resulthtml',
    '/scorehtml','scorehtml',
    '/infohtml','infohtml',
    '/turnhtml','turnhtml',
    '/totalboard','totalboard'
)

render = web.template.render('templates/')
app = web.application(urls, globals())

regform = form.Form(
    form.Textbox("id",
        form.notnull),
    form.Password("pd",
        form.notnull)
)

attendform = form.Form(
    form.Textbox("id",
        form.notnull),
    form.Password("pd",
        form.notnull),
    form.Textbox("num",
        form.regexp('\d+', 'Must be a digit')),    
        #form.Validator('Must in 1-100', lambda x: 100>=string.atof(x) >=1)),
)


class turnhtml:
    def GET(self):
        return data.nowturn

class infohtml:
    def GET(self):
        if data.gameover==1:
            return "<b>Game is over!</b>"
        else:
            return "LEFT "+ str(data.TURNTIME-(time.time()-data.nowstart)) + "s TO SUBMIT YOUR NUMBER"

class result:
    def GET(self):
        s = ""
        for i in range(len(data.alluped)-1,-1,-1):
            s += str(data.alluped[i]['result']) + '\n'
        return s

class resulthtml:
    def GET(self):
        s = "<table border='1'><tr><td>Round:</td>"
        l = len(data.alluped)
        for i in range(l-1,max(l-12,-1),-1):
            s += "<td>"+str(i)+"</td>"
        s +="</tr><td></td>"
        for i in range(l-1,max(l-12,-1),-1):
            s += "<td>"+str(data.alluped[i]['result'])+"</td>"
        s += "</tr></table>"
        return s

class scorehtml:
    def GET(self):
        return render.scorehtml(data.users,data.alluped)

class totalboard:
    def GET(self):
        return render.totalboard(data.users,data.alluped)

class reg:
    def GET(self):
        form = regform()
        return render.reg(form)        
    def POST(self):
        form = regform()
        if not form.validates():
            return render.reg(form)
        else:
            i = web.input()
            myvar = dict(id = i.id)
            result = list(data.db.select('users',myvar,where = "id = $id"))
            if result==[]:
                data.db.insert('users',id = i.id,pd = i.pd)
                data.users[i.id]=0.0    
                return 0
            else:
                return -1

class attend:
    def GET(self):
        form = attendform()
        return render.attend(form)
    def POST(self):
        form = attendform()
        if not form.validates():
            return render.attend(form)
        else:
            i = web.input()
            i.num = string.atof(i.num)
            result = list(data.db.select('users',where = 'id = "%s"'%(i.id)))
            if result==[]:
                return -1
            if result[0]['pd']!=i.pd:
                return -2
            if 100<i.num or i.num<1:
                return -3
            if data.gameover == 1:
                return -4
            a = data.nowuped.get(i.id)
            t = data.TURNTIME-(time.time()-data.nowstart)
            if a==None and t>=data.DEAD:
                data.nown += 1
                data.nowtot += i.num
                data.nowuped[i.id] = dict(num = i.num,deltscore = 0)
            return "%f,%d,%d"%(data.TURNTIME-(time.time()-data.nowstart),data.nowturn,a==None and t>=data.DEAD)

class board:
    def GET(self):
        t = data.TURNTIME-(time.time()-data.nowstart)
        #data.alluped.reverse()
        a = render.board(data.DEAD,data.TURNTIME,t>=data.DEAD,data.nowturn,t,data.alluped,data.users,data.TURNTIME)
        #data.alluped.reverse()
        return a
def dealwinlost(uped,users,avgn,nowturn):
    minv = 101
    maxv = 0
    winner = 0
    for i in uped:
        delt = abs(uped[i]['num']-avgn)
        if delt>maxv:
            maxv = delt
        if delt<minv:
            minv = delt
            winner = i
    uped[winner]['deltscore'] = 10
    for i in uped:
        if i==winner:
            continue
        delt = abs(uped[i]['num']-avgn)
        if delt==maxv:
            uped[i]['deltscore'] = -1
    a = list(data.db.select('users'))
    for i in a:
        if i['id'] not in uped and i['id']!=winner:
            uped[i['id']] = dict(num = 0.0,deltscore = -5)
    for i in a:
        users[i['id']] += uped[i['id']]['deltscore']
    return winner

def gameinit():
    a = list(data.db.select('users'))
    for i in a:
        data.users[i['id']]=0.0    

def roundinit():
    data.nowuped = {}
    data.nown = 0
    data.nowtot = 0

def round():
    data.nowstart = time.time()
    time.sleep(data.TURNTIME-data.DEAD)
    if (data.nown!=0):
        avgn = data.nowtot/data.nown * 0.618
        data.nowuped['winner'] = dealwinlost(data.nowuped,data.users,avgn,data.nowturn)
        data.nowuped['result'] = avgn
        data.nowuped['turn'] = data.nowturn
        data.alluped.append(data.nowuped)
        data.nowturn += 1
        if data.nowturn == 101:
            data.gameover = 1
        t =data.TURNTIME-(time.time()-data.nowstart)
        if t>0:
            time.sleep(t)

def timer1s():
    gameinit()
    while True:
        roundinit()
        round()
        if data.gameover ==1:
            break
    thread.exit_thread() 

if __name__ == "__main__":
    thread.start_new_thread(timer1s,())
    app.run()

require "net/http"
params = Hash.new
params[:id] = ARGV[0]
params[:pd] = ARGV[1]
addr = "http://192.168.1.3"
uri = URI.parse(addr + "/reg")
res = Net::HTTP.post_form(uri, params)

def gen(last)
    if last > 5
        temp = last - rand * Math.exp( last / 5 )
        return 1 if temp < 1
        temp
    else
        last + rand * Math.exp( last / 2 )
    end
end
last = 40

while true
    params[:num] = gen(last)
    uri = URI.parse(addr + "/attend")
    res = Net::HTTP.post_form(uri, params)
    str = res.body.split(/,/)
    
    time = str[0].to_f
    turn = str[1].to_i
    succ = str[2].to_i

    puts time
    sleep(time)

    uri = URI.parse(addr + "/result")
    res = Net::HTTP.get(uri) 
    str = res.split(/\n/)
    last = str[0].to_f
end

演示效果