问使用await关键字实现游戏脚本的协同例程
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Stack Overflow用户

提问于 2013-06-04 23:39:43

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游戏的帧率是固定的。编写脚本的理想语法应该是：

wait(60)
while(true)
{
  shootAtPlayer();
  wait(30);
}

外星人。

我在C#中使用yield实现了这个解决方案：

public IEnumerable update()
{
  yield return 60;
  while(true)
  {
    shootAtPlayer();
    yield return 30;
  }
}

调用方保留一堆活动例程( IEnumerable计数器上的0)和休眠例程(>0)。每一帧，调用者将每个休眠例程的休眠帧计数器减1，直到1减到0。该例程被再次激活，并继续执行，直到下一次yield返回。这在大多数情况下都可以很好地工作，但令人恼火的是，子例程不能像下面这样拆分：

public IEnumerable update()
{
  yield return 60;
  while(true)
  {
    doSomeLogic()
    yield return 30;
  }
}

public IEnumerable doSomeLogic()
{
  somethingHappening();
  yield return 100;
  somethingElseHappens();
}

上面的语法是不正确的，因为yield return不能嵌套在另一个方法中，这意味着执行状态只能在一个方法中维护(在本例中是update() )。

我之前问过，如何使用C#实现所需的行为，并提到await关键字在这种情况下可能工作得很好。我现在正在尝试弄清楚如何将代码更改为使用await。有没有可能像我想要做的那样，在调用的方法中嵌套等待？另外，我如何使用awaits实现一个计数器？例程的调用者将需要控制递减为每个等待例程留下的等待帧，因为它将是每帧调用一次。我该如何去实现它呢？

async-await

coroutine

xna

回答 1

Stack Overflow用户

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发布于 2013-06-05 02:27:16

我不确定async/await对此是否有好处，但它绝对是可能的。我已经创建了一个小的(好吧，至少我已经尝试使它尽可能地小)测试环境来演示可能的方法。让我们从一个概念开始：

/// <summary>A simple frame-based game engine.</summary>
interface IGameEngine
{
    /// <summary>Proceed to next frame.</summary>
    void NextFrame();

    /// <summary>Await this to schedule action.</summary>
    /// <param name="framesToWait">Number of frames to wait.</param>
    /// <returns>Awaitable task.</returns>
    Task Wait(int framesToWait);
}

这应该允许我们这样编写复杂的游戏脚本：

static class Scripts
{
    public static async void AttackPlayer(IGameEngine g)
    {
        await g.Wait(60);
        while(true)
        {
            await DoSomeLogic(g);
            await g.Wait(30);
        }
    }

    private static async Task DoSomeLogic(IGameEngine g)
    {
        SomethingHappening();
        await g.Wait(10);
        SomethingElseHappens();
    }

    private static void ShootAtPlayer()
    {
        Console.WriteLine("Pew Pew!");
    }

    private static void SomethingHappening()
    {
        Console.WriteLine("Something happening!");
    }

    private static void SomethingElseHappens()
    {
        Console.WriteLine("SomethingElseHappens!");
    }
}

我将这样使用engine：

static void Main(string[] args)
{
    IGameEngine engine = new GameEngine();
    Scripts.AttackPlayer(engine);
    while(true)
    {
        engine.NextFrame();
        Thread.Sleep(100);
    }
}

现在我们可以进入实现部分了。当然，您可以实现一个自定义的可等待对象，但我将仅依赖于Task和TaskCompletionSource<T> (不幸的是，没有非泛型版本，所以我将使用TaskCompletionSource<object>)：

class GameEngine : IGameEngine
{
    private int _frameCounter;
    private Dictionary<int, TaskCompletionSource<object>> _scheduledActions;

    public GameEngine()
    {
        _scheduledActions = new Dictionary<int, TaskCompletionSource<object>>();
    }

    public void NextFrame()
    {
        if(_frameCounter == int.MaxValue)
        {
            _frameCounter = 0;
        }
        else
        {
            ++_frameCounter;
        }
        TaskCompletionSource<object> completionSource;
        if(_scheduledActions.TryGetValue(_frameCounter, out completionSource))
        {
            Console.WriteLine("{0}: Current frame: {1}",
                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, _frameCounter);
            _scheduledActions.Remove(_frameCounter);
            completionSource.SetResult(null);
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("{0}: Current frame: {1}, no events.",
                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, _frameCounter);
        }
    }

    public Task Wait(int framesToWait)
    {
        if(framesToWait < 0)
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException("framesToWait", "Should be non-negative.");
        }
        if(framesToWait == 0)
        {
            return Task.FromResult<object>(null);
        }
        long scheduledFrame = (long)_frameCounter + (long)framesToWait;
        if(scheduledFrame > int.MaxValue)
        {
            scheduledFrame -= int.MaxValue;
        }
        TaskCompletionSource<object> completionSource;
        if(!_scheduledActions.TryGetValue((int)scheduledFrame, out completionSource))
        {
            completionSource = new TaskCompletionSource<object>();
            _scheduledActions.Add((int)scheduledFrame, completionSource);
        }
        return completionSource.Task;
    }
}