Python 3非阻塞同步行为

Question

我用Pygame用python3做了一个经典的雅达利蛇游戏。我想派生一个子进程来监听击键，这样每当玩家输入一个键(向上、向下、向左或向右)时，子进程就会将该键发送给父进程。但是这条管道不应该被阻塞，这样蛇就可以沿着它行进的方向移动，直到收到密钥。

我在multi-processes上找到了Python的官方文档，但它没有描述我想要的行为，或者至少没有记录示例用法是否阻塞。有人能给我举个例子，说明如何实现这一点吗？

Answer 1

你说过：

如果游戏的状态只是在每次迭代b/c时传递给AI，这是不公平的，那么它可能只需要计算下一步棋的时间。

KeyboardController处理键盘输入，而AsyncController启动一个线程并使用Queue类传递游戏状态和"AI“的决策。请注意，您必须在主线程上获取pygame事件，因此我在主循环中执行此操作，并简单地将事件向下传递给控制器。

您的AI必须由worker函数调用。正如您所看到的，目前worker函数中的"AI“仅每0.5秒执行一次操作，而帧率是120。人工智能需要这么长时间才能做出决定，这对游戏来说并不重要。

代码如下：

import pygame
import time
import random
from queue import Queue, Empty
from threading import Thread

class Controller():
    def __init__(self, color, message, actor):
        self.color = color
        self.message = message
        if actor: self.attach(actor)

    def attach(self, actor):
        self.actor = actor
        self.actor.controller = self
        self.actor.image.fill(self.color)

class AsyncController(Controller):
    def __init__(self, actor=None):
        super().__init__(pygame.Color('orange'), "AI is in control.", actor)
        self.out_queue = Queue()
        self.in_queue  = Queue()
        t = Thread(target=self.worker)
        t.daemon = True
        t.start()

    def update(self, events, dt):
        for e in events:
            if e.type == pygame.KEYDOWN:
                if e.key == pygame.K_SPACE: self.actor.controller = KeyboardController(self.actor)

        self.out_queue.put_nowait((self.actor, events, dt))
        try: return self.in_queue.get_nowait()
        except Empty: pass

    def worker(self):
        while True:
            try:
                actor, events, dt = self.out_queue.get_nowait()
                if actor.rect.x < 100: self.in_queue.put_nowait(pygame.Vector2(1, 0))
                if actor.rect.x > 600: self.in_queue.put_nowait(pygame.Vector2(-1, 0))
                if actor.rect.y < 100: self.in_queue.put_nowait(pygame.Vector2(0, 1))
                if actor.rect.y > 400: self.in_queue.put_nowait(pygame.Vector2(0, -1))
                if random.randrange(1, 100) < 15:
                    self.in_queue.put_nowait(random.choice([
                        pygame.Vector2(1, 0),
                        pygame.Vector2(-1, 0),
                        pygame.Vector2(0, -1), 
                        pygame.Vector2(0, 1)]))

                time.sleep(0.5)
            except Empty:
                pass

class KeyboardController(Controller):
    def __init__(self, actor=None):
        super().__init__(pygame.Color('dodgerblue'), "You're in control.", actor)

    def update(self, events, dt):
        for e in events:
            if e.type == pygame.KEYDOWN:
                if e.key == pygame.K_SPACE: self.actor.controller = AsyncController(self.actor)
                if e.key == pygame.K_UP: return pygame.Vector2(0, -1)
                if e.key == pygame.K_DOWN: return pygame.Vector2(0, 1)
                if e.key == pygame.K_LEFT: return pygame.Vector2(-1, 0)
                if e.key == pygame.K_RIGHT: return pygame.Vector2(1, 0)

class Actor(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.image = pygame.Surface((32, 32))
        self.image.fill(pygame.Color('dodgerblue'))
        self.rect = self.image.get_rect(center=(100, 100))
        self.direction = pygame.Vector2(1, 0)
        self.pos = self.rect.center

    def update(self, events, dt):
        new_direction = self.controller.update(events, dt)
        if new_direction:
            self.direction = new_direction
        self.pos += (self.direction * dt * 0.2)
        self.rect.center = self.pos

def main():
    pygame.init()

    actor   = Actor()
    sprites = pygame.sprite.Group(actor)
    screen  = pygame.display.set_mode([800,600])
    clock   = pygame.time.Clock()
    font    = pygame.font.SysFont("consolas", 20, True)
    dt      = 0
    KeyboardController(actor)

    while True:
        events = pygame.event.get()
        for e in events:
            if e.type == pygame.QUIT:
                return

        sprites.update(events, dt)
        screen.fill(pygame.Color('grey12'))
        screen.blit(font.render(actor.controller.message + ' [SPACE] to change to keyboard control.', True, pygame.Color('white')), (10, 10))
        sprites.draw(screen)
        dt = clock.tick(120)
        pygame.display.update()

if __name__ == '__main__':
    main()

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请注意，此实现使用无限队列。您希望添加一些逻辑来清除队列，这样您的游戏就不会使用大量内存。