Точное время в цикле игры Java

Question

Я разрабатываю сетевую игру, и теперь я фокусируюсь на моделировании на стороне сервера. Конечно, мне нужен игровой цикл, и я выбрал фиксированный цикл timestep, так что будет намного проще воспроизводить на клиенте (-ах), чем переменная timestep. Я также решил запустить свою игру на частоте 60 Гц. Это скорость логической игры, а не скорость воспроизведения. Рендеринг будет обрабатываться с переменным циклом timestep в клиентах, чтобы иметь наилучший возможный рендеринг. Сервер написан на Java.

Я уже сделал пример игрового цикла, используя код от http://www.java-gaming.org/index.php?topic=24220.0 и изменяя цикл своим кодом. Вот петля:

private void gameLoop() 
{ 
    final double GAME_HERTZ = 60.0; 
    final double TIME_BETWEEN_UPDATES = 1000000000/GAME_HERTZ; 
    //We will need the last update time. 
    double lastUpdateTime = System.nanoTime(); 
    //Store the last time we rendered. 
    double lastRenderTime = System.nanoTime(); 

    int lastSecondTime = (int) (lastUpdateTime/1000000000); 

    long extraSleepTime = 0; 
    while (running) 
    { 
    int updateCount = 0; 

    if (!paused) 
    { 
     long loopStartTime = System.nanoTime(); 
     updateGame(); 
     updateCount++; 
     long timeAfterUpdate = System.nanoTime(); 
     lastUpdateTime = timeAfterUpdate; 

     //Render. To do so, we need to calculate interpolation for a smooth render. 
     float interpolation = Math.min(1.0f, (float) ((loopStartTime - lastUpdateTime)/TIME_BETWEEN_UPDATES)); 
     drawGame(interpolation); 
     lastRenderTime = loopStartTime; 

     //Update the frames we got. 
     int thisSecond = (int) (lastUpdateTime/1000000000); 
     if (thisSecond > lastSecondTime) 
     { 
      long nanoTime = System.nanoTime(); 
      System.out.println("NEW SECOND " + thisSecond + " " + frameCount + ": " + (nanoTime - lastNanoTime)); 
      lastNanoTime = nanoTime; 
      fps = frameCount; 
      frameCount = 0; 
      lastSecondTime = thisSecond; 
     } 

     long loopExecutionTime = timeAfterUpdate - loopStartTime; 
     long sleepTime = (long)TIME_BETWEEN_UPDATES - loopExecutionTime - extraSleepTime; 
     // Only sleep for positive intervals 
     if(sleepTime >= 0) 
     { 
      try 
      { 
       Thread.sleep(sleepTime/1000000); 
      } 
      catch(InterruptedException e) {} 
     } 
     else 
     { 
      System.out.println("WARN: sleepTime < 0"); 
     } 
     // Counts the extra time that elapsed 
     extraSleepTime = System.nanoTime() - timeAfterUpdate - sleepTime; 
    } 
    } 

Проблема заключается в том, что, когда работает, FPS не являются стабильными при 60 Гц, но иногда идти ниже. Например, я иногда получаю 58-59 Гц, опустившись до 57 Гц. Эта изменчивость не была бы проблемой, если бы игра выполнялась локально, но по мере того как наша игра подключена к сети, мне нужно сохранить точное время, чтобы я мог воспроизвести логические вычисления как на клиенте, так и на сервере.

Есть ли ошибки в этом коде или что-нибудь, что можно улучшить, чтобы сделать его более стабильным? Наша цель - 60 Гц, которые хранятся точно все время.

EDIT: Первое решение, которое появилось у меня в голове, работает на частоте цикла, например, на частоте 70 Гц, и проверяет количество кадров для ограничения обновлений до 60 в секунду. Таким образом, симуляция будет выполняться в пакетах и ​​потребуется буферизация (до 60 кадров за раз), но должна быть способна никогда не быть медленнее, чем необходимо.

Заранее спасибо.

Answer 1

Если вы хотите достичь 60 кадров в секунду, вам будет лучше использовать запланированный исполнитель, так как Thread.sleep() может быть не таким точным, как вам бы хотелось. Рассмотрим пример для кода сервера: (Пожалуйста, обратите внимание, что содержит Java 8 код)

public void gameLoop() { 
     // game logic here 
    } 

    Executors.newSingleThreadScheduledExecutor() 
      .scheduleAtFixedRate(this::gameLoop, 0, 16, TimeUnit.MILLISECONDS) 

Он будет запускать gameLoop() каждые 16 миллисекунд, который является по существу то, что вы хотите. Это должно дать вам гораздо более точные результаты. Вы также можете заменить 16 и TimeUnit.MILLISECONDS своими наносекундными аналогами, хотя он не должен делать заметной разницы.