android游戏编程的学习笔记（以植物大战僵尸等游戏源代码解析为例）

android的应用类app开发通常只涉及到android sdk为大家提供的四大组件，activity、service、broadcast receiver和Content Provider。只需要在activity完成对窗口的逻辑控制，辅以layout的ui窗口设计，就可以完成用户交互的ui窗口部分，再加上service完成后台逻辑运行部分，以及broadcast receiver完成广播接收部分，content provider（或者sqlite）完成数据存储部分。一个普通的android app就基本完成了整体设计。

涉及到游戏开发，开发者会发现android sdk实际上和其他系统开发类sdk一样，为用户提供了更加底层的开发接口。例如在游戏中，单一窗口要呈现的内容往往带有动画的特点。例如植物大战僵尸中，主游戏界面上必须要有僵尸、植物这两个元素。首先，这两个元素都不是通用的ui组件，是bmp图片展示的两个小人，专业名称叫精灵。这两个精灵会移动，这也是游戏的一大特色，就是在地图之上会有很多移动的元素。这样就涉及到的在android界面上绘图的问题，或者说是让已绘好的bmp图片移动的问题。

而谈到界面中图形在变化或者频繁变动位置，或者有很多精灵，每个都有自己的随机性的动作，这就涉及到一个问题，是不是所有的逻辑都要在activity里处理。而activity我们必须看清楚，他只是一个android sdk提供给开发者的高层封装，他把view给封装了起来，目的是为了方便ui设计与逻辑代码编写的方便性。

实际上，一个android程序跑起来，仍然是一个单独运行的进程。一个 Android 程序开始运行时，就有一个主线程Main Thread被创建。该线程主要负责UI界面

的显示、更新和控件交互，所以又叫UI Thread。由于只有UI线程更新界面所以说Android是单线程模型。随之而来的概念是“android的单线程模型”，简单的说就是

当应用启动，系统会创建一个主线程（main thread）。这个主线程负责向UI组件分发事件（包括绘制事件），也是在这个主线程里，应用和Android的UI组件（ android.widget and android.view)）发生交互。所以main thread也叫UI thread。而这种单线程模型肯定无法包治百病，因为程序有可能面对很多繁重的任务，比如网络通信，再比如文件读写，再比如读写查找数据库，都会阻塞UI线程，导致事件停止分发（包括绘制事件）。对于用户来说，应用看起来像是卡住了，更坏的情况是，如果UI线程blocked的时间太长（大约超过5秒），用户就会看到ANR（application not responding）的对话框。系统不会为每个组件单独创建线程，在同一个进程里的UI组件都会在UI线程里实例化，系统对每一个组件的调用都从UI线程分发出去。结果就是，响应系统回调的方法（比如响应用户动作的onKeyDown()和各种生命周期回调）永远都是在UI线程里运行。

但是繁重的工作谁来做呢，当然会有奴隶。奴隶为ui线程陛下做完了这些繁重任务，又将如何将战果回禀给ui线程陛下呢。这就涉及到两个渠道，一个是handler，一个是奴隶线程。其中，奴隶线程的概念好理解，就是一个单独开启的线程，ui线程创建它，通常代码如下所示：

    new Thread(new Runnable() {        public void run() {            Bitmap b = loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");            mImageView.setImageBitmap(b);        }    });

创建完了以后，在ui线程会找个合适的时间启动它，让他干活。

奴隶线程干完活后，会通过给Handler类发送消息告诉ui线程我干完了。

Handler类是什么呢，可以理解为他是消息分发器和接收器。奴隶线程干完活，通常可以发sendEmptyMessage(int)（或者post(Runnable)；postAtTime(Runnable，long)；postDelayed(Runnable long)；sendMessage(Message)；sendMessageAtTime(Message，long)）来触发一个消息，这个消息会发给ui线程陛下，而ui线程中会有一个Handler类的成员变量h。

     Handler h = new Handler() {@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {// TODO Auto-generated method stubsuper.handleMessage(msg);switch (msg.what) {case 4:img.setBackgroundResource(R.drawable.s3);break;case 3:img.setBackgroundResource(R.drawable.s2);break;case 2:img.setBackgroundResource(R.drawable.s1);break;case 1:img.setBackgroundResource(R.drawable.play);break;case 0:kaishi();break;case 11:。。。（省略）default:break;}}};

其中重要的函数public void handleMessage(Message msg)，大家看到了吧，他负责处理从奴隶线程中接收到的消息。

说到这里讲个例子，猜拳头游戏，项目名称fingerGame。这个项目的关键代码全部都放在了ButtonLongActivity.java文件中。
简单来说分为三步，第一步，在activity被创建的初期，OnCreate中通常加载view类以表示这个activity会放置什么样的图形图像进行屏幕显示。
这个例子里界面基本是固定的（只有两个拳头在进行bmp文件的更替变换），因此仍采用的是在在资源文件main.xml中进行界面设计，然后在OnCreate()中通过setContentView(R.layout.main);进行界面放置操作。第二步，在main.XML中有三个界面，并对这三个bmp图像对应的onTouchDown事件进行了事件关联。因此在activity中对应这三个图像（相当于按钮）被按下时触发事件逻辑。比如按下中间的“平”，表示玩家认为猜拳会出现平局。对应的逻辑处理函数（activity所在的ui主线程中的一个成员方法）zhong（View view）会触发next（）函数。而next（）函数很简短，

    public void next() {beginTime = System.currentTimeMillis();new Thread(game).start();   }

但启动了一个奴役线程game。这个线程主要负责，不停地计时，在规定的游戏时间内，不停地给ui线程发送消息handle.sendEmptyMessage(12);。

这个消息会触发changeImg();函数，这个函数就干一件事，运算一个随机数，通过判断得到的两个随机数的大小来变换两边的拳头的样子，并得到猜拳结果，

猜拳结果以加分减分的形式计较，最后分数累计低于0则失败，时间到而分数多于0则给出A至F的等级评价。

实际上，通过思考我们不难发现，只有上述一个奴隶线程，这个程序是没法完成全部逻辑的，那么还缺哪里呢，没错，实际上还有几个奴隶线程，他们要么负责

积分，要么负责计算游戏时间已经消耗多少，并且将运算结果每次都告诉ui线程陛下的handler。他们分别是re，r，runnable等几个线程。

（未完待续）

参考：

【1】为什么说android UI操作不是线程安全的 http://blog.csdn.net/lvxiangan/article/details/39504145

【2】从零开始安卓游戏编程这本书的原名是OPhone手机游戏编程，编写时间大概为2012年，因此很多东西比较旧，比如说里面的游戏，坦克大战，游戏的变动掉头的操作，都是用键盘来操作的。但是发展到2015年，安卓的智能手机已经没有硬键盘了。但是书里的游戏编程的思想还在。例如，图层的思想，这在任何平台上的游戏编程里都是存在的。另外还有精灵类的含义等，现在的安卓游戏编程仍然继承了这些。这本书相对于【3】而言，主要是讨论的UI设计。

【3】android2.0游戏开发实战宝典这本书比较全面的阐述了游戏开发的所有环节，包括ui，网络编程，数据库，音效等等，但每个部分都是浅尝辄止。能起到给新手一个概念的作用吧。

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