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TCP通信のブロッキングについて
初めて投稿させて頂きます。 javaでTCP接続での4人で遊ぶ大富豪を作っております。 サーバーを用意し、各ユーザーがサーバーに接続して遊ぶタイプです。 サーバーの構造は次のようになっております。 ・クライアントから接続を受け付ける待機クラス(Server.java)を常時走らせておく ・待機クラスに接続があれば、1ユーザーごとに送受信のスレッド(client.java)を立ち上げる。各ユーザーからのデータはこのクラスが受け取る ・人数が4人集まれば、テーブルスレッド(table.java)を立ち上げる。各ユーザーと接続されているclient.java(*4)がデータを受け取るとここが計算を行う 各ユーザーがサーバーに接続し、データのやり取りをするところまでは成功したのですが、以下の事について色々調べたのですが分からず、教えて頂けると幸いです。 (質問)ユーザーの接続が切断されたときのTCPの動作について 例えばABCDの4人のプレイヤーが居て、A→B→C→Dの順番だとします。今Aが◇3を切ったとします。するとAから「◇3を切った」というデータをサーバー(サーバーが発行したAとの送受信クラス)に送信し、サーバーが受信、それをABCD全員に送信して手番がBに移ります。この時、仮にCが切断されていてABCDにデータを送信したけどCだけデータが届かない、というケースの場合について、全員のデータの整合性を取るために「サーバーが、"Aが◇3を切った送信"に対するACKパケットを全ユーザーから受信したのを確認してから手番をBに移す」という手順を踏みたいのです。 各クライアントとの送受信のスレッドは余計なところは省略すると以下のようになっております。 class client implements Runnable{ (変数宣言) (コンストラクタ) public void run(){ while(true){ try{ ※(1) in.read(b); // inはSocket.getInputStreamの戻り値 (データを受け取ったことで色々な処理) out.write(b); // outはSocket.getOutputStreamの戻り値 out.flush(); ※(2) }catch(Exception e){} } } } Aと接続されているclientクラスのin.readで「◇3を切った」を受信し、色々な処理を行った後、ABCDと接続している各clientクラスのout.writeで「◇3を切った」を送信します。 ここで質問なのですが、接続が途切れているCの場合、out.write(b)の部分ACKパケットを受信するまで何度もリトライをすると思うのですが、プログラムの動作としてはリトライをしながらもout.write(b)以下の処理に進んでしまうのでしょうか？それともACKを受信するまでここでプログラムはブロックされるorタイムアウト等が発生するまでリトライorサーバーが即切断を認識してExceptionに移行する のでしょうか？私の希望としては例えば上記プログラムの※(1)にf=false;(fはboolean)、※(2)にf=trueなどを置いて「全スレッドのf==trueになれば、次の作業をしてもOK」という風に出来ればプログラム的に楽なのですが、接続が途切れているプレイヤーCのスレッドはout.writeの結果に関わらず(リトライされようが)下の命令を実行してしまうのでしょうか？「ACKパケットを受け取ったか否か」を判断したいのですが、プログラムの動作としては パケットを受け取った／受け取ってない で、どのように差が出るのでしょうか。また、out.writeの内容に関わらずプログラム処理が進んでしまう場合、どのようなプログラムが最適でしょうか。 このサンプルの場合だと、Cとの接続クラスはin.readのところで確実にブロックされますが、もしout.writeでブロックされなければACDのプログラムはBを放っておいてどんどん先に進んでしまい、データの整合性が怪しくなってきます。 詳しい方居られましたらお教え頂ければ幸いです。
- to_dairi3
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- Lchan0211
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> これだと本当は1回のデータの送信なのに5回の送受信を行う必要がでてきます。 > これはかなりのサーバー負荷＆遅延になるのかと思うのですがどうなのでしょうか。 どう数えたら1回の送信が5回の送受信という計算になるのかよくわかりませんが、 仮にカードの状態を配信する処理が1msから5msになったとしても、 たいしたサーバ負荷にはならないと思います。 ただ、大富豪のようなカードゲームの場合、テーブル上のカード状態の変化を 適宜クライアント送信していればよいだけで、クライアントがその状態変化を 正しく受け取ったかどうかを毎回サーバが確認する必要もないように思います。 受信待ちをするのは、あるクライアントに「あなたの番ですよ」という通知を出し、 その応答(切り札情報)を待つタイミングだけでよさそうに思います。 TCPは、sendが成功してもそれが相手に届いたことの保証にはなりませんが、 順序制御と再送制御がありますので、送信したデータの途中が抜けて相手に届く ということはありません。 つまり、「あなたの番ですよ」という通知に対するクライアントからの応答を 確認できたなら、それまでに送信したデータは全て順番に正しくクライアントに 届いているということになります。
- Lchan0211
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http://www.ne.jp/asahi/hishidama/home/tech/socket/tcp.html#TCP/IPとソケットの関係 の「send（送信）」の説明が参考になると思いますので、読んでみてください。 send(Javaではout.write)が成功しても、データが相手に届いたという保証にはなりません。 ACKを受信しなくても、ソケットライブラリの送信バッファにデータが入れば、sendは成功し、 処理は次に進みます。 sendしたデータが届いたことを保証したい場合は、データを受けた相手から 応答データをsendしてもらい、その応答を受信するまで 待ち合わせる処理を自分で作る必要があります。
- askaaska
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私なら４つのスレッドの進行を管理するクラスを作成し、 ４人の状態を管理させるわ。 実装方法は人それぞれなので、これが正解って言うものはないけど 現実でも、進行役がいてくれたら便利なことってあると思わない？
補足
askaaskaさん助言ありがとうございます。 >私なら４つのスレッドの進行を管理するクラスを作成し、 >４人の状態を管理させる。 これが恐らく最初に説明してあります「テーブルスレッド」になるのではないか？と考えております。(「恐らく」というのは現在はテーブルスレッドはまだ未実装でして、立ち上げた１つのサーバーに全員が接続してデータの送受信を確認した状態なので「恐らく」になります)。 構想では、「４人が揃ったらサーバークラスがテーブル(スレッド)を立ち上げ、殆どのデータはテーブルクラス(スレッド)で管理し、各ユーザーと接続されている送受信クラス(client.java)は主にデータの送受信を行い、送受信クラスがデータの受信→テーブルクラス送受信クラスから連絡とデータを受け取りそれに応じた処理を行う→テーブルクラスが全送受信クラスに命令→各送受信クラスがデータを送信」という考えなのですが、これでは助言にある「４人の状態を管理する」事は出来ないのでしょうか？理想では「送受信クラスの接続が切断された→テーブルクラスにそれを連絡して送受信スレッド自身は終了→テーブルクラスが連絡を受け取る→他の接続されている送受信クラスに連絡→各送受信クラスがユーザーに送信」とできないかと考えているのですがどうでしょうか？逆に言えば「各送受信クラスから正しいデータが来る／正しくデータを送れたことを確認するまではテーブルクラスは待機している」という状態を作りたく、そこで詰まったのが「送受信クラスがOutputStream.writeの命令を実行したときに送信先の接続が切断されていても次の処理に進んでしまうのか？」という状況です。InputStream.readはデータが来るまでブロックされるので次の処理に進まないことはわかるのですが、OutputStream.writeを実行後のACKパケット受信の如何に関わらず次の処理に進んでしまうと送信出来ていないのに送信が完了したとテーブルクラスが理解してしまうかもしれません。 現時点でまだテーブルクラスを生成しておらず理論的にうまくいくのかも分からないのですが、この状況でお分かりの方、もしくは「ここの情報が足りないからアドバイスできない」等ありましたら助言頂ければ幸いです。
- askaaska
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同時に４つのスレッドを走らせるんでしょ？ その４つがすべて終了するのを待てばいいんじゃないかしら？
補足
同時に４つのスレッドを走らせますが、プログラムサンプルをみて頂ければお分かりかと思いますが各スレッドはwhile(true)でループしており、「受信待機→受信→処理→送信→受信待機」を繰り返します。スレッドが終了するのは「ゲームが終了する時」や「ユーザーから明示的な切断を示すパケットが受信されたとき」、つまりユーザーがサーバーから接続を切断するときになります。
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補足
参考になるHPの紹介をありがとうございました。 ACKパケットの受領の如何に関わらず次の処理に進んでしまうんですね。 そこで、この場合気になることが、今回のTCPを利用する4人大富豪の場合、完全な同期を目指す場合は「サーバーから送信パケットを送信して、各クライアント側が受信→そして"受信した事を示すパケット"をプログラム的に送信→サーバーが受信→各ユーザーから受信を確認したら次の処理を行う」という風にすると思うのですが、これだと本当は1回のデータの送信なのに5回の送受信を行う必要がでてきます。これはかなりのサーバー負荷＆遅延になるのかと思うのですがどうなのでしょうか。また、現在ネットでサービスしているオンラインゲーム(例えばオンライン麻雀とか)などはこのようなプログラムをしているのでしょうか？それともタイムアウトを待っての切断判断なのでしょうか。 ご存知でしたら教えて頂けると幸いです。