基于Html和GO语言实现的分布式类地球模拟系统

短命女 2023-10-15 03:29 96阅读 0赞

目 录

摘 要 I  
Abstract III  
1 引 言 1  
2 需求与架构 3  
2.1 需求分析 3  
2.1.1 什么是“模拟现实” 3  
2.1.2 为什么要模拟“类地球” 3  
2.2 文献综述 4  
2.2.1 分布系统与去中心化 4  
2.2.2 地形生成与球面划分 6  
2.3 技术架构 9  
2.3.1 理论与原理 9  
2.3.2 算法与工具 11  
3 设计与实现 13  
3.1 客观模块 13  
3.1.1 数值拟合 13  
3.1.2 球面建模 16  
3.1.3 地形生成 18  
3.2 主观模块 20  
3.2.1 区块链与共识 20  
3.2.2 数据缓存与交换 23  
3.3 辅助模块 25  
3.3.1 服务端 25  
3.3.2 客户端 27  
3.3.3 公共类库 28  
4 成果与分析 30  
4.1 成果验证 30  
4.1.1 服务器 30  
4.1.2 Web页面 31  
4.1.3 桌面App 32  
4.2 分析改进 34  
4.3 下一步的畅想 37  
5 结 论 39  
参考文献 41  
致 谢 73  
3设计与实现  
本次研究，我将亲手实现一个“分布式类地球模拟系统”的Demo，我将其拆分成三个主要模块来开发：客观模块（Objective Module）、主观模块（Subjective Module）以及辅助模块（Other modules）。  
其中，客观模块负责的是，诸如地形生成、球体建模、区块划分等，不包含用户参与和交互的、系统的多份拷贝以相同参数在不同进程、不同主机、不同平台上各自独立运行时，不经过任何数据交换、不依赖任何存储数据的前提下就能保持一致的功能。直观上来看，客观模块负载的负责就如同自然环境与物理法则一般，是不受“人为”（我是指系统中的用户）干扰的。  
与客观模块相反，主观模块负责处理诸如去中心化网络上的数据交换、用户数据共享与安全等功能，主要处理由用户生产的、在用户间的传播的、不同用户各自不同的数据，系统的不同拷贝的主观部分表现可能完全不一致。也即是说，主观部分负责的是有用户参与的“人为”部分的功能。  
辅助模块不是必要的，它不是“分布式类地球模拟系统”的一部分，只是我本次Demo所实现的特性。本次的Demo以“分布式类地球模拟系统”的设计为原型，以其作为后端核心，打造一款类似Minecraft的在线多人沙盒游戏。但这并不意味着这个系统本身只能用于这么一款游戏，所以针对这款特定游戏的这些包括服务端、客户端代码，以及一些常用工具在内的部分都被我分到了辅助模块里。不过这并不是说辅助模块不重要，可以理解为，辅助模块是为了把抽象的功能以有形的方式展现而存在，是展现这个系统魅力的重要但不唯一载体。

package main
    
    import (
    	"flag"
    	"fmt"
    	"log"
    	"net"
    	"os"
    	"strconv"
    	"strings"
    
    	"github.com/fatih/color"
    	"github.com/kardianos/service"
    
    	"github.com/zhengxiaoyao0716/util/address"
    	"github.com/zhengxiaoyao0716/util/console"
    	"github.com/zhengxiaoyao0716/util/cout"
    	"github.com/zhengxiaoyao0716/zcli/client"
    	"github.com/zhengxiaoyao0716/zmodule"
    	"github.com/zhengxiaoyao0716/zworld/server"
    )
    
    func main() {
        
    	zmodule.Main("zworld",
    		&service.Config{
        
    			Name:        "ZhengWorldService",
    			DisplayName: "Virtual world creator",
    			Description: "Daemon service for zworld.",
    		}, server.Run)
    }
    
    // In this way that override those values,
    // you can use `main` as the module name, instead of `github.com/zhengxiaoyao0716/zmodule`.
    // fuck://scce.ustb.edu.cn/article.action?categoryId=29&boardaId=105&facultyId=579
    var (
    	Version   string // `git describe --tags`
    	Built     string // `date +%FT%T%z`
    	GitCommit string // `git rev-parse --short HEAD`
    	GoVersion string // `go version`
    )
    
    func initInfo() {
        
    	zmodule.Author = "zhengxiaoyao0716"
    	zmodule.Homepage = "https://zhengxiaoyao0716.github.io/zworld"
    	zmodule.Repository = "https://github.com/zhengxiaoyao0716/zworld"
    	zmodule.License = "${
        Repository}/blob/master/LICENSE"
    
    	zmodule.Version = Version
    	zmodule.Built = Built
    	zmodule.GitCommit = GitCommit
    	zmodule.GoVersion = GoVersion
    }
    
    func initArgs() {
         // 初始化运行参数
    	flag.Usage = func() {
        
    		// Go新版本没有这个Api了。。。
    		// if flag.CommandLine.Output() == os.Stderr || flag.CommandLine.Output() == os.Stdout {
        
    		flag.CommandLine.SetOutput(color.Output)
    		// }
    		fmt.Fprintf(color.Output, "Usage of %s:\n", cout.Info(os.Args[0]))
    
    		printArg := func(f *flag.Flag) {
        
    			s := cout.Log("  -%s", f.Name)
    			name, usage := flag.UnquoteUsage(f)
    			if len(name) > 0 {
        
    				s += " " + name
    			}
    			s += "\n    \t"
    			s += strings.Replace(usage, "\n", "\n    \t", -1)
    			if f.DefValue != "" {
        
    				s += fmt.Sprintf(" (default %s)", cout.Info(f.DefValue))
    			}
    			fmt.Fprint(color.Output, s, "\n")
    		}
    		baseArgs, numerical := server.ArgGroups()
    
    		fmt.Fprint(color.Output, cout.Log("[base args]"), "\n")
    		for _, f := range baseArgs {
        
    			printArg(f)
    		}
    		fmt.Fprintln(color.Output)
    
    		fmt.Fprint(color.Output, cout.Log("[numerical]"), "\n")
    		for _, f := range numerical {
        
    			printArg(f)
    		}
    		fmt.Fprintln(color.Output)
    	}
    	zmodule.Args["server"] = zmodule.Argument{
        
    		Default: "127.0.0.1:2017",
    		Usage:   "Main service address.",
    	}
    	zmodule.Args["manager"] = zmodule.Argument{
        
    		Default: "127.0.0.1:2018",
    		Usage:   "Remote cli manager service address.",
    	}
    	zmodule.Args["route"] = zmodule.Argument{
        
    		Default: "127.0.0.1:2017",
    		Usage:   "Route list of the p2p network.",
    	}
    }
    
    func initCmds() {
         // 初始化本地命令行指令
    	zmodule.Cmds["scan"] = zmodule.Command{
        
    		Usage: "Scan available hosts and ports",
    		Handler: func(parsed string, args []string) {
        
    			// 扫描可用网段
    			netMap, err := address.ScanNets()
    			if err != nil {
        
    				log.Fatalln(err)
    			}
    			for name, nets := range netMap {
        
    				console.Log("[%s]", name)
    				for _, net := range nets {
        
    					fmt.Println(net.String())
    				}
    				fmt.Println()
    			}
    
    			// 解析地址参数
    			addr := flag.String("addr", "127.0.0.1:2017", "Scan ports from the given port with given host.")
    			flag.CommandLine.Parse(args)
    
    			// 扫描可用端口
    			host, _port, err := net.SplitHostPort(*addr)
    			if err != nil {
        
    				log.Fatalln(err)
    			}
    			port, err := strconv.Atoi(_port)
    			if err != nil {
        
    				log.Fatalln(err)
    			}
    			console.Log("[Available ports of %s]", cout.Info(host))
    			address.FindPorts("["+host+"]", port, func(port int, ok bool) bool {
        
    				if ok {
        
    					fmt.Print(port, " ")
    				}
    				return false
    			})
    		},
    	}
    	zmodule.Cmds["cli"] = zmodule.Command{
        
    		Usage:   "Enter the client of remote cli manager",
    		Handler: func(parsed string, args []string) {
         client.Start(args) },
    	}
    }
    
    func init() {
        
    	initInfo()
    	initArgs()
    	initCmds()
    }

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