plomlompom.com Git - plomrogue2-experiments/blob - server.py

   1 #!/usr/bin/env python3
   2
   3 import socketserver
   4 import threading
   5 import queue
   6 import sys
   7 import os
   8 from parser import ArgError, Parser
   9 from server_.game import World, GameError
  10
  11
  12 # Avoid "Address already in use" errors.
  13 socketserver.TCPServer.allow_reuse_address = True
  14
  15
  16 class Server(socketserver.ThreadingTCPServer):
  17     """Bind together threaded IO handling server and message queue."""
  18
  19     def __init__(self, queue, *args, **kwargs):
  20         super().__init__(*args, **kwargs)
  21         self.queue_out = queue
  22         self.daemon_threads = True  # Else, server's threads have daemon=False.
  23
  24
  25 class IO_Handler(socketserver.BaseRequestHandler):
  26
  27     def handle(self):
  28         """Move messages between network socket and main thread via queues.
  29
  30         On start, sets up new queue, sends it via self.server.queue_out to
  31         main thread, and from then on receives messages to send back from the
  32         main thread via that new queue.
  33
  34         At the same time, loops over socket's recv to get messages from the
  35         outside via self.server.queue_out into the main thread. Ends connection
  36         once a 'QUIT' message is received from socket, and then also kills its
  37         own queue.
  38
  39         All messages to the main thread are tuples, with the first element a
  40         meta command ('ADD_QUEUE' for queue creation, 'KILL_QUEUE' for queue
  41         deletion, and 'COMMAND' for everything else), the second element a UUID
  42         that uniquely identifies the thread (so that the main thread knows whom
  43         to send replies back to), and optionally a third element for further
  44         instructions.
  45         """
  46         import plom_socket_io
  47
  48         def caught_send(socket, message):
  49             """Send message by socket, catch broken socket connection error."""
  50             try:
  51                 plom_socket_io.send(socket, message)
  52             except plom_socket_io.BrokenSocketConnection:
  53                 pass
  54
  55         def send_queue_messages(socket, queue_in, thread_alive):
  56             """Send messages via socket from queue_in while thread_alive[0]."""
  57             while thread_alive[0]:
  58                 try:
  59                     msg = queue_in.get(timeout=1)
  60                 except queue.Empty:
  61                     continue
  62                 caught_send(socket, msg)
  63
  64         import uuid
  65         print('CONNECTION FROM:', str(self.client_address))
  66         connection_id = uuid.uuid4()
  67         queue_in = queue.Queue()
  68         self.server.queue_out.put(('ADD_QUEUE', connection_id, queue_in))
  69         thread_alive = [True]
  70         t = threading.Thread(target=send_queue_messages,
  71                              args=(self.request, queue_in, thread_alive))
  72         t.start()
  73         for message in plom_socket_io.recv(self.request):
  74             if message is None:
  75                 caught_send(self.request, 'BAD MESSAGE')
  76             elif 'QUIT' == message:
  77                 caught_send(self.request, 'BYE')
  78                 break
  79             else:
  80                 self.server.queue_out.put(('COMMAND', connection_id, message))
  81         self.server.queue_out.put(('KILL_QUEUE', connection_id))
  82         thread_alive[0] = False
  83         print('CONNECTION CLOSED FROM:', str(self.client_address))
  84         self.request.close()
  85
  86
  87 def fib(n):
  88     """Calculate n-th Fibonacci number. Very inefficiently."""
  89     if n in (1, 2):
  90         return 1
  91     else:
  92         return fib(n-1) + fib(n-2)
  93
  94
  95 class CommandHandler:
  96
  97     def __init__(self):
  98         from multiprocessing import Pool
  99         self.queues_out = {}
 100         self.world = World()
 101         self.parser = Parser(self)
 102         # self.pool and self.pool_result are currently only needed by the FIB
 103         # command and the demo of a parallelized game loop in cmd_inc_p.
 104         self.pool = Pool()
 105         self.pool_result = None
 106
 107     def handle_input(self, input_, connection_id=None, abort_on_error=False):
 108         """Process input_ to command grammar, call command handler if found."""
 109         try:
 110             command = self.parser.parse(input_)
 111             if command is None:
 112                 self.send_to(connection_id, 'UNHANDLED INPUT')
 113             else:
 114                 command(connection_id=connection_id)
 115         except ArgError as e:
 116             self.send_to(connection_id, 'ARGUMENT ERROR: ' + str(e))
 117             if abort_on_error:
 118                 exit(1)
 119         except GameError as e:
 120             self.send_to(connection_id, 'GAME ERROR: ' + str(e))
 121             if abort_on_error:
 122                 exit(1)
 123
 124     def send_to(self, connection_id, msg):
 125         """Send msg to client of connection_id; if no later, print instead."""
 126         if connection_id:
 127             self.queues_out[connection_id].put(msg)
 128         else:
 129             print(msg)
 130
 131     def send_all(self, msg):
 132         """Send msg to all clients."""
 133         for connection_id in self.queues_out:
 134             self.send_to(connection_id, msg)
 135
 136     def stringify_yx(self, tuple_):
 137         """Transform tuple (y,x) into string 'Y:'+str(y)+',X:'+str(x)."""
 138         return 'Y:' + str(tuple_[0]) + ',X:' + str(tuple_[1])
 139
 140     def quoted(self, string):
 141         """Quote and escape string so client interprets it as single token."""
 142         quoted = []
 143         quoted += ['"']
 144         for c in string:
 145             if c in {'"', '\\'}:
 146                 quoted += ['\\']
 147             quoted += [c]
 148         quoted += ['"']
 149         return ''.join(quoted)
 150
 151     def send_all_gamestate(self):
 152         """Send out game state data relevant to clients."""
 153         self.send_all('NEW_TURN ' + str(self.world.turn))
 154         self.send_all('MAP_SIZE ' + self.stringify_yx(self.world.map_size))
 155         for y in range(self.world.map_size[0]):
 156             width = self.world.map_size[1]
 157             terrain_line = self.world.terrain_map[y * width:(y + 1) * width]
 158             self.send_all('TERRAIN_LINE %5s %s' % (y, self.quoted(terrain_line)))
 159         for thing in self.world.things:
 160             self.send_all('THING_TYPE %s %s' % (thing.id_, thing.type_))
 161             self.send_all('THING_POS %s %s' % (thing.id_, self.stringify_yx(thing.position)))
 162
 163     def proceed(self):
 164         """Send turn finish signal, run game world, send new world data.
 165
 166         First sends 'TURN_FINISHED' message, then runs game world
 167         until new player input is needed, then sends game state.
 168         """
 169         self.send_all('TURN_FINISHED ' + str(self.world.turn))
 170         self.world.proceed_to_next_player_turn()
 171         self.send_all_gamestate()
 172
 173     def cmd_MOVE(self, direction, connection_id):
 174         """Set player task to 'move' with direction arg, finish player turn."""
 175         if direction not in {'UP', 'DOWN', 'RIGHT', 'LEFT'}:
 176             raise ArgError('Move argument must be one of: '
 177                            'UP, DOWN, RIGHT, LEFT')
 178         self.world.get_player().set_task('move', direction=direction)
 179         self.proceed()
 180     cmd_MOVE.argtypes = 'string'
 181
 182     def cmd_WAIT(self, connection_id):
 183         """Set player task to 'wait', finish player turn."""
 184         self.world.get_player().set_task('wait')
 185         self.proceed()
 186
 187     def cmd_MAP_SIZE(self, yx, connection_id):
 188         self.world.set_map_size(yx)
 189     cmd_MAP_SIZE.argtypes = 'yx_tuple:nonneg'
 190
 191     def cmd_TERRAIN_LINE(self, y, line, connection_id):
 192         self.world.set_map_line(y, line)
 193     cmd_TERRAIN_LINE.argtypes = 'int:nonneg string'
 194
 195     def cmd_THING_TYPE(self, i, type_, connection_id):
 196         t = self.world.get_thing(i)
 197         t.type_ = type_
 198     cmd_THING_TYPE.argtypes = 'int:nonneg string'
 199
 200     def cmd_THING_POS(self, i, yx, connection_id):
 201         t = self.world.get_thing(i)
 202         t.position = list(yx)
 203     cmd_THING_POS.argtypes = 'int:nonneg yx_tuple:nonneg'
 204
 205     def cmd_GET_TURN(self, connection_id):
 206         """Send world.turn to caller."""
 207         self.send_to(connection_id, str(self.world.turn))
 208
 209     def cmd_ECHO(self, msg, connection_id):
 210         """Send msg to caller."""
 211         self.send_to(connection_id, msg)
 212     cmd_ECHO.argtypes = 'string'
 213
 214     def cmd_ALL(self, msg, connection_id):
 215         """Send msg to all clients."""
 216         self.send_all(msg)
 217     cmd_ALL.argtypes = 'string'
 218
 219     def cmd_FIB(self, numbers, connection_id):
 220         """Reply with n-th Fibonacci numbers, n taken from tokens[1:].
 221
 222         Numbers are calculated in parallel as far as possible, using fib().
 223         A 'CALCULATING …' message is sent to caller before the result.
 224         """
 225         self.send_to(connection_id, 'CALCULATING …')
 226         results = self.pool.map(fib, numbers)
 227         reply = ' '.join([str(r) for r in results])
 228         self.send_to(connection_id, reply)
 229     cmd_FIB.argtypes = 'seq:int:nonneg'
 230
 231     def cmd_INC_P(self, connection_id):
 232         """Increment world.turn, send game turn data to everyone.
 233
 234         To simulate game processing waiting times, a one second delay between
 235         TURN_FINISHED and NEW_TURN occurs; after NEW_TURN, some expensive
 236         calculations are started as pool processes that need to be finished
 237         until a further INC finishes the turn.
 238
 239         This is just a demo structure for how the game loop could work when
 240         parallelized. One might imagine a two-step game turn, with a non-action
 241         step determining actor tasks (the AI determinations would take the
 242         place of the fib calculations here), and an action step wherein these
 243         tasks are performed (where now sleep(1) is).
 244         """
 245         from time import sleep
 246         if self.pool_result is not None:
 247             self.pool_result.wait()
 248         self.send_all('TURN_FINISHED ' + str(self.world.turn))
 249         sleep(1)
 250         self.world.turn += 1
 251         self.send_all_gamestate()
 252         self.pool_result = self.pool.map_async(fib, (35, 35))
 253
 254
 255 def io_loop(q, commander):
 256     """Handle commands coming through queue q, send results back.
 257
 258     Commands from q are expected to be tuples, with the first element either
 259     'ADD_QUEUE', 'COMMAND', or 'KILL_QUEUE', the second element a UUID, and
 260     an optional third element of arbitrary type. The UUID identifies a
 261     receiver for replies.
 262
 263     An 'ADD_QUEUE' command should contain as third element a queue through
 264     which to send messages back to the sender of the command. A 'KILL_QUEUE'
 265     command removes the queue for that receiver from the list of queues through
 266     which to send replies.
 267
 268     A 'COMMAND' command is specified in greater detail by a string that is the
 269     tuple's third element. The commander CommandHandler takes care of processing
 270     this and sending out replies.
 271     """
 272     while True:
 273         x = q.get()
 274         command_type = x[0]
 275         connection_id = x[1]
 276         content = None if len(x) == 2 else x[2]
 277         if command_type == 'ADD_QUEUE':
 278             commander.queues_out[connection_id] = content
 279         elif command_type == 'COMMAND':
 280             commander.handle_input(content, connection_id)
 281         elif command_type == 'KILL_QUEUE':
 282             del commander.queues_out[connection_id]
 283
 284
 285 if len(sys.argv) != 2:
 286     print('wrong number of arguments, expected one (game file)')
 287     exit(1)
 288 game_file_name = sys.argv[1]
 289 commander = CommandHandler()
 290 if os.path.exists(game_file_name):
 291     if not os.path.isfile(game_file_name):
 292         print('game file name does not refer to a valid game file')
 293     else:
 294         with open(game_file_name, 'r') as f:
 295             lines = f.readlines()
 296         for i in range(len(lines)):
 297             line = lines[i]
 298             print("FILE INPUT LINE %s: %s" % (i, line), end='')
 299             commander.handle_input(line, abort_on_error=True)
 300 else:
 301     commander.handle_input('MAP_SIZE Y:5,X:5')
 302     commander.handle_input('TERRAIN_LINE 0 "xxxxx"')
 303     commander.handle_input('TERRAIN_LINE 1 "x...x"')
 304     commander.handle_input('TERRAIN_LINE 2 "x.X.x"')
 305     commander.handle_input('TERRAIN_LINE 3 "x...x"')
 306     commander.handle_input('TERRAIN_LINE 4 "xxxxx"')
 307     commander.handle_input('THING_TYPE 0 human')
 308     commander.handle_input('THING_POS 0 Y:3,X:3')
 309     commander.handle_input('THING_TYPE 1 monster')
 310     commander.handle_input('THING_POS 1 Y:1,X:1')
 311 q = queue.Queue()
 312 c = threading.Thread(target=io_loop, daemon=True, args=(q, commander))
 313 c.start()
 314 server = Server(q, ('localhost', 5000), IO_Handler)
 315 try:
 316     server.serve_forever()
 317 except KeyboardInterrupt:
 318     pass
 319 finally:
 320     print('Killing server')
 321     server.server_close()