简介:这套基于C#与Unity3D的分布式微服务在线卡牌游戏项目,面向计算机相关专业正在筹备毕业设计的学生,也适合需要项目实战经验的C#开发者。项目以炉石传说卡牌对战为玩法参考,包含卡牌收集、卡组编辑、在线匹配与实时对局等模块,采用客户端-服务器结构,客户端负责卡牌交互与特效表现,服务端按登录、匹配、战斗等业务拆分子系统,契合分布式与微服务课程设计主题,既能用于毕业设计,也能直接作为课程设计或期末大作业。压缩包共569个文件,大小约88MB,核心内容包括Unity客户端C#脚本、场景与资源配置、PNG美术素材、Shader特效、动态链接库及protobuf网络协议定义,另有DOTween与NavMesh相关工程配置,导入Unity后即可查看整体目录结构并追踪客户端与服务端的交互逻辑。已有367人学习下载,配套项目说明梳理了分布式架构下的房间匹配、战斗同步与数据结算流程,适合在此基础上扩展机器人、跨服对战等功能,也是微服务通信机制与工程组织的良好参考。
1. 一个课设级别的类炉石卡牌游戏,为什么非要用分布式微服务架构
如果只是做卡牌对战,Unity3D 单机加一个单体 C# 后端是最省事的方案。但这套源码的标题里同时出现了 C#、分布式、微服务架构、Unity3D 四个关键词,本质上不是在教你做游戏,而是借"炉石传说"这个大家都能理解的玩法外壳,把微服务课设里该有的网关、服务拆分、Redis 状态存储、分布式锁这些硬骨头全部串起来。对正在做分布式课设或毕业设计的在校生来说,它的参考价值在于:你能看到一套后端被拆成多个服务后,Unity 客户端怎么跟它们通信,对局状态放在哪里,多个服务之间怎么保持一致。这篇文章我就按"架构怎么拆 → 本地怎么跑通 → 核心难点在哪 → 常见翻车现场 → 答辩怎么验证"的顺序,把这条链路完整讲一遍。
2. 拆开这套 C# 微服务骨架:从网关到卡牌对战的职责划分
2.1 客户端与服务端的边界:Unity3D 只做表现,逻辑全收回到后端
类炉石玩法的核心动作无非是抽牌、出牌、攻击、释放法术,但这里的选型关键不在玩法本身,而在"谁说了算"。常见做法是客户端只负责三件事:渲染卡牌、播放动画、把玩家操作指令发给服务端。所有数值计算——血量扣减、伤害结算、buff 判定——全部收回到服务端做。这样设计的理由有两个,第一个是反作弊,改客户端内存把血量改成 99999 是单体游戏最常见的作弊手段,服务端裁决让这类修改彻底失效;第二个更实际,微服务架构需要有真正拆出去的业务逻辑,如果把计算都留在 Unity 里,后端就只剩一个数据库读写壳子,答辩时老师一问"你拆了什么业务"就答不上来了。
Unity 工程里一般会看到两类核心脚本,一类是表现层的 CardView、BoardView,只管把卡牌状态变化反映到画面上;另一类是通信层的 GameClient,负责发送操作指令和接收状态包。注意一个细节:GameClient 里发的指令往往是"我想出这张牌,牌 ID 是 1024,目标是我方 3 号随从",而不是"把 3 号随从的血量减 2"。这个边界一旦画反,把计算逻辑漏到客户端,整个微服务架构就成了摆设。
2.2 服务拆分与通信:网关、账号、数据与对战服务的边界
这套源码的服务拆分,我按最常见的课设方案来还原:四个业务服务加两个基础设施。网关服务是统一入口,Unity 客户端只跟网关通信,由网关做 JWT 校验并把请求转发到下游;账号服务管登录注册和 token 签发;数据服务管卡牌配置表、玩家收藏、金币余额这类静态数据;对战服务管对局生命周期,从匹配成功到对局结束,是最重的一个服务。基础设施方面,Redis 存对局实时状态和分布式锁,MySQL 或 SQL Server 存玩家账号和卡牌收藏的持久化数据。
服务间通信的选择值得说两句。这套源码里如果服务间用 gRPC,性能更好但调试麻烦;如果走 HTTP + JSON,简单直观、Unity 端和浏览器都能直接压测。课设场景下 HTTP + JSON 完全够用,还能省掉生成 proto 文件的一套工序。网关层为什么要单独存在?不是为了凑微服务数量,而是让 Unity 客户端只记一个地址,后端内部怎么拆分、怎么扩容,对客户端完全透明。这也是微服务架构里最容易答辩提问的点:网关注册了哪些路由、怎么做负载均衡、JWT 在哪里校验。
2.3 拿到源码先看哪几个文件:解决方案结构与启动顺序
解压 zip 后先别急着双击 .sln,按下面这个顺序摸清结构。第一看解决方案根目录的 .sln 文件,确认有几个项目、项目之间有没有引用关系;第二找每个服务项目下的 appsettings.json,Redis 连接串、数据库连接串、JWT 密钥全在这里;第三看网关项目的配置文件,里面是路由转发规则;第四翻项目说明文档,正常会写清楚环境要求、启动顺序和默认端口。这三个文件类型基本就能让你在十分钟内判断这套源码能不能跑起来。
提示:启动顺序有讲究。先起基础设施(Redis、数据库),再起数据服务和账号服务,然后是对战服务,最后才是网关。顺序反了会出现"服务注册了但依赖连不上"的假故障。
3. 在本地跑通这套源码:从数据库到 Unity 客户端的完整流程
3.1 环境清单与版本匹配表
跑这套源码最怕版本不匹配,尤其是 .NET 和 Unity 的跨度。先用一张表列清楚每个组件的最低要求,免得装完才发现 SDK 版本不对。
| 组件 | 推荐版本 | 作用 | 特别注意 |
|---|---|---|---|
| .NET SDK | 6.0 或 8.0 | 编译运行后端服务 | 版本过高可能遇到 NuGet 包兼容警告 |
| Unity | 2021.3 LTS 及以上 | 客户端工程 | 2022/2023 也能打开,注意升级脚本 API |
| Redis | 7.x | 对局状态、分布式锁 | Windows 用 WSL2 或 Docker 跑,原生版只到 5.x |
| MySQL | 8.x | 持久化数据 | 或用 SQL Server 2019+,看源码里 SQL 方言 |
| IDE | Visual Studio 2022 | 编译 C# | Rider 也行,注意 .NET 工具链路径 |
这里有个血泪经验:Unity 客户端连的是 HTTP 接口,不直接碰 Redis 和数据库,所以 Redis 装不上时后端可以先起,Unity 那边只会报"请求失败"而不会崩。但.NET SDK 的版本必须对得上——目标框架是 net6.0 的项目用 .NET 8 SDK 编译没问题,反过来就不行。
3.2 先改配置:Redis 连接串、数据库连接串与 JWT 密钥
后端每个服务项目的 appsettings.json 结构类似,重点关注三段配置。下面这段是我按常见项目结构还原的配置形态,你自己拿到源码后对照着改:
{ "Redis": { "ConnectionString": "127.0.0.1:6379,password=123456,abortConnect=false", "GameStateExpireMinutes": 30 }, "Database": { "ConnectionString": "Server=localhost;Port=3306;Database=cardgame;User=root;Password=123456;" }, "Jwt": { "Issuer": "CardGame.Auth", "Audience": "CardGame.Client", "Key": "dev-only-key-change-me" } }Redis 连接串里的abortConnect=false是一个容易忽略但很关键的参数:它让 StackExchange.Redis 在 Redis 暂时不可用时不会立刻抛异常中断整个服务,而是进入重试等待。数据库连接串要注意字符集,卡牌名称里有中文,连接串里最好显式加上CharSet=utf8mb4,否则入库的中文可能变成乱码。JWT 的 Key 在开发环境随便填一个超过 32 字符的字符串就行,但不要用默认值上线。
注意:如果你用 Docker 跑 Redis 和 MySQL,而 .NET 服务跑在宿主机上,连接串里的地址不能写
localhost,要写映射到宿主机的端口对应的地址。反过来,如果 .NET 服务本身也容器化,就要用host.docker.internal指向宿主机的 Redis。这是容器网络最常见的坑。
3.3 启动服务与网关:命令行跑微服务的标准动作
环境配好后,用命令行逐个启动服务是最可控的方式。打开终端,进入解决方案根目录,按依赖顺序依次执行:
dotnet run --project src/CardGame.Services.Data dotnet run --project src/CardGame.Services.Auth dotnet run --project src/CardGame.Services.Game dotnet run --project src/CardGame.Api.Gateway每个服务启动后终端会打印监听端口和启动日志,看到Application started再起下一个。这条命令的要点是:--project指定的路径要对应每个服务独立的 .csproj,不要在解决方案根目录直接dotnet run,那会让编译器去猜启动项目,经常选中错误的项目。如果只有一个控制台项目还好,多个项目时会报"没有可执行文件"。
启动顺序之所以重要,是因为网关启动时通常会把下游服务的地址缓存进内存,如果下游还没起来,网关虽然不报错,但转发时会出现 502 或连接拒绝。项目说明里如果写了"数据库初始化脚本",要先执行 SQL 脚本建库建表,否则数据服务一启动就会因为缺表抛异常。这一步不要用 GUI 点点点,命令行能看到完整堆栈,排错效率高得多。
3.4 Unity 客户端连接服务端:改一个文件就能跑
Unity 工程里找网络配置脚本,命名一般是NetworkConfig.cs或GameClient.cs,里面会有类似下面的静态常量:
public class NetworkConfig { // 客户端只认网关地址,不关心后端拆了多少个服务 public static string GatewayBaseUrl = "http://localhost:5000"; }改成你本机网关实际监听的地址,重新进入 Unity 编辑器点 Play,如果登录界面能取到卡牌列表,说明整条链路已经通了。这里有个常见的翻车点:Unity 编辑器里用localhost没问题,但打包到 Android 真机后,localhost指向的是手机自己,必须改成电脑的局域网 IP,比如http://192.168.1.100:5000。如果你用安卓模拟器调试,MuMu 这类模拟器访问宿主机要用10.0.2.2而不是localhost。这一步不搞清楚,客户端死活连不上,很多人会误以为是代码问题,实际上是目标环境的网络寻址规则不同。
4. 卡牌对战里最硬的三个点:状态同步、分布式锁与分布式事务
4.1 卡牌数据模型与回合状态机的 C# 实现思路
对战服务的核心是一套状态机驱动的回合系统。炉石传说的回合流程是:起手换牌(Mulligan)→ 出牌阶段 → 攻击阶段 → 回合结束 → 对方回合。用 C# 枚举加状态类来建模是最直观的做法:
public enum TurnPhase { Mulligan, // 起手换牌 Play, // 出牌阶段 Attack, // 攻击阶段 EndTurn, // 回合结束 GameOver // 对局结束 } public class GameState { public Guid GameId { get; set; } public int CurrentPlayerId { get; set; } public TurnPhase Phase { get; set; } public List<Card> PlayerHand { get; set; } public int PlayerHp { get; set; } public int OpponentHp { get; set; } public bool CanPlayCard(Card card, int playerId) { if (playerId != CurrentPlayerId) return false; if (Phase != TurnPhase.Play) return false; return card.Cost <= GetPlayerMana(playerId); } public void ApplyPlayCard(Card card, int playerId) { // 服务端唯一裁决,扣费并入场 var mana = GetPlayerMana(playerId); SetPlayerMana(playerId, mana - card.Cost); MoveToBoard(playerId, card); } }这段代码的核心设计意图是"客户端永远在提议,服务端永远在裁决"。CanPlayCard做了三层校验:是不是当前回合玩家、当前阶段允不允许出牌、费用够不够。三层校验缺一层都会出问题——很多翻车现场就是只校验费用,结果对方回合也能出牌。ApplyPlayCard是实际状态变更入口,它必须和CanPlayCard成对出现,中间不要穿插耗时操作,否则并发场景下校验通过但执行时状态已经变了。
这里还藏着一个课设答辩必问的点:GameState存在哪里?常见做法是把对局状态序列化成 JSON 放进 Redis,键名类似game:{gameId},每次操作后整体覆盖。这样设计的优点是服务重启后对局还能恢复,缺点是频繁整体写入在高并发下是瓶颈。课设级别不用优化这个点,但你要能说清楚为什么不把状态只放内存——内存状态在服务重启那一刻就全没了。
4.2 Redis 分布式锁:防止同账号多端同时出牌
分布式锁在这套源码里的价值,可以用一个很具体的场景讲清楚:玩家在手机和电脑同时登录同一个账号,两边同时点出牌,后端会收到两条并发指令。如果没有锁机制,两条指令都可能通过CanPlayCard校验,最后手牌出现两张相同的卡。用 Redis 的SET NX EX实现分布式锁,能保证同一时刻只有一个客户端能执行出牌操作:
private static readonly TimeSpan LockTimeout = TimeSpan.FromSeconds(3); public async Task<bool> TryAcquirePlayerLockAsync(int playerId, string token) { var db = _redis.GetDatabase(); var key = $"player:{playerId}:op_lock"; // SET key value NX EX 3,NX 保证只有一个客户端能写进去 return await db.StringSetAsync(key, token, LockTimeout, When.NotExists); } public async Task ReleasePlayerLockAsync(int playerId, string token) { var db = _redis.GetDatabase(); var key = $"player:{playerId}:op_lock"; // 用 Lua 脚本校验 value 再删,避免把别人的锁误删 var script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end"; await db.ScriptEvaluateAsync(script, new RedisKey[] { key }, new RedisValue[] { token }); }这段实现里有三个参数是面试官最爱追问的。第一个是LockTimeout设 3 秒,它必须大于一次出牌操作的耗时上限,否则锁提前过期导致并发指令同时进来。第二个是token这个 value,它是每次操作随机生成的 GUID,作用是在释放锁时校验"这把锁是不是我加的",防止一个线程把另一个线程刚获取的锁删掉。第三个是解锁用的 Lua 脚本,为什么不用"先 Get 再 Del"两步?因为两步之间不是原子的,Get 之后锁过期了,Del 就会误删别人的锁。这个细节几乎每次分布式锁面试都会被拿出来问,源码里能保留 Lua 脚本写法含金量很高。
4.3 分布式事务:开卡包扣金币与发卡的一致性
开卡包这个玩法天然涉及跨服务的数据一致性:账号服务扣金币,数据服务往玩家收藏里写新卡。如果扣完金币发卡失败,玩家金币没了卡也没拿到,这是典型的分布式事务场景。课设级别不建议上 Seata 或 2PC 这种重型方案,常见做法是"事务补偿"。核心思路是把一个跨服务操作拆成本地事务加补偿步骤:
public async Task OpenCardPackAsync(int userId, int packId) { var price = GetPackPrice(packId); // 1. 先扣金币 await DeductGoldAsync(userId, price); try { // 2. 再生成5张卡写入收藏 var cards = GeneratePackCards(5); await AddCardsToCollectionAsync(userId, cards); } catch (Exception ex) { // 3. 发卡失败就补偿回滚,把金币加回去 await RollbackGoldAsync(userId, price); throw; } }这段代码的核心思想是"先做能回滚的操作,再做难回滚的操作"。扣金币可以用补偿加回去,但发卡如果已经写到一半,回滚起来非常麻烦,所以把发卡放在后面,出问题回滚成本更低。实际生产环境还要考虑补偿本身失败的场景,需要定时任务扫描补偿失败记录,但在课设答辩层面,能说出"本地事务 + 补偿"这套思路已经比大多数只会在单库里写TransactionScope的同学强了。另外注意这里的补偿接口要保证幂等——如果补偿执行了两次,金币会被多加一次,常见做法是为每次开卡操作生成唯一流水号,补偿前先查流水号是否已处理过。
5. 避坑指南:跑这套源码最常见的 5 个翻车现场
5.1 现象:Unity 客户端连不上本地服务,登录一直转圈
原因几乎都在网络地址这一层,而不是代码逻辑。Unity 编辑器、模拟器、真机三种环境访问宿主机的地址完全不同:编辑器可以用localhost,安卓模拟器要用10.0.2.2,真机必须用电脑的局域网 IP。此外 Windows 防火墙默认会拦截外部程序监听端口,第一次启动 .NET 服务时弹窗允许访问一定要点"允许"。解决方法是按你的实际运行目标改网关地址,然后用浏览器直接访问网关的某个接口测试连通性——如果浏览器能打开而 Unity 打不开,问题一定在 Unity 侧的地址,而不是后端。
5.2 现象:卡牌 ID 全是 0,卡图加载不出来
这是 C# 里最常见的 JSON 反序列化坑。后端返回的 JSON 字段是 camelCase 风格,比如cardId,Unity 侧如果直接用 PascalCase 的CardId属性反序列化,字段会对不上,结果就是卡牌对象建出来了但 ID 全是默认值 0。解决方法是反序列化时开启忽略大小写匹配,或者给属性加JsonProperty特性。用 System.Text.Json 时这样处理:
var options = new JsonSerializerOptions { PropertyNameCaseInsensitive = true // 让 cardId 能匹配 CardId }; var cards = JsonSerializer.Deserialize<List<Card>>(json, options);5.3 现象:对局打到一半,回合状态突然丢了
原因基本可以锁定为 Redis 键过期时间设得太短。有些源码为了省内存会把对局状态的过期时间设成 60 秒,正常一局卡牌对战怎么也要几分钟,打一半键就自动删除了。解决方法是把过期时间设成对局时长上限,比如 30 分钟,并且每次玩家操作后重设过期时间,相当于滑动续期。对局正常结束时显式删除键,防止 Redis 里堆积无用的对局数据。
5.4 现象:微服务间调用频繁超时,网关报 504
原因分两种:一是网关默认超时配置太短,下游服务冷启动时首次请求可能要 2 到 3 秒,直接触发超时;二是服务间调用没有重试机制,Redis 或数据库一次临时抖动就导致整条链路失败。解决方法是把网关的超时时间从默认的 10 秒调整到 30 秒,同时给 HTTP 客户端加一层重试策略:
// Polly 重试:最多重试 2 次,间隔 200ms var retryPolicy = Policy .Handle<HttpRequestException>() .WaitAndRetryAsync(2, _ => TimeSpan.FromMilliseconds(200));5.5 现象:多个服务同时启动,端口冲突
原因几乎永远是复制粘贴出来的源码,每个服务的launchSettings.json里都写着同一个端口。解决方法是先给每个服务分配独立端口,然后逐个检查配置文件。下面是一套课设级端口分配参考:
| 服务 | 端口 |
|---|---|
| 网关 | 5000 |
| 账号服务 | 5001 |
| 数据服务 | 5002 |
| 对战服务 | 5003 |
注意:Unity 客户端里配置的永远是网关端口 5000,其余端口只会在网关配置和调试时用到。这个认知能帮你避免大量排查时间。
6. 把这套课设改成答辩能过的作品:验证方法与三个进阶方向
6.1 先验证分布式锁真的有用:写个并发抢锁脚本
答辩时老师最常问的一句话是"你怎么证明这个锁有效"。写一个并发测试脚本是最直接的证据:
var successCount = 0; var tasks = Enumerable.Range(0, 50).Select(async i => { var token = Guid.NewGuid().ToString("N"); if (await lockService.TryAcquirePlayerLockAsync(1001, token)) { Interlocked.Increment(ref successCount); await Task.Delay(100); await lockService.ReleasePlayerLockAsync(1001, token); } }); await Task.WhenAll(tasks); Console.WriteLine($"获锁次数: {successCount}"); // 期望输出 150 个并发任务抢同一把锁,最终只有一个任务能拿到,输出为 1。如果输出大于 1,基本可以断定锁的实现有问题——要么过期时间太短,要么释放逻辑没校验 token。跑出这个结果截图放进答辩 PPT,比任何口头解释都有说服力。
6.2 用最简单的方式压测对战服务
不引入 JMeter 这类重型工具,用脚本循环调用对战服务的"创建对局"接口 1000 次,观察响应时间是否稳定、Redis 内存是否持续上涨。如果响应时间随着调用次数明显变慢,优先检查 Redis 里是否堆积了大量未删除的对局状态键,这是最常见的"慢查询"来源。
6.3 三个值得追加的功能与 C# 切入点
断线重连是最值得做的进阶功能,因为对局状态已经在 Redis 里,客户端重连后按gameId拉取最新状态即可,改动量小但答辩效果明显。其次是随机种子同步:炉石传说的洗牌和抽牌如果只在服务端算,客户端看不到牌库顺序会很奇怪,正确做法是两端用同一个随机种子初始化随机数生成器,起手牌就能完全一致。最后是观战模式,本质上就是让观战端订阅 Redis 里的对局状态变更,实现成本不高但能体现出你对状态流的理解。
这套方案里我吃过最大的亏,是把对局状态直接放在服务进程内存里,一次上线重启全员掉线,答辩前夜翻车。后来老老实实把状态迁到 Redis,才有了断线重连的底气。如果你也正拿这套源码做课设或练手,先把第 5 章的坑提前排掉,再动手改代码,能省出至少一个通宵。希望帮到你。
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