Mini-Jogo 2D — Programação Concorrente 2025/26

Trabalho prático da unidade curricular de Programação Concorrente da Universidade do Minho, implementado como um mini-jogo multijogador em tempo real.

O jogo segue uma mecânica de captura: os jogadores movem-se num espaço 2D, comem objetos para crescer e tentam capturar jogadores menores — perde quem for capturado, ganha quem tiver mais pontuação ao fim de 2 minutos.

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Arquitetura

O sistema usa uma arquitetura cliente-servidor com física autoritativa no servidor:

              TCP (line-based protocol)
 Java Client ◄────────────────────────► Erlang Server
  Processing                             ├── login_manager  (autenticação)
  NetworkThread                          ├── game_manager   (matchmaking)
  Rendering                              └── game_loop      (física + colisões)

Servidor — Erlang

O servidor é composto por múltiplos processos Erlang concorrentes:

Módulo	Processo(s)	Responsabilidade
server.erl	1 acceptor + 1 worker/cliente	TCP listener, parsing de comandos
login_manager.erl	1 processo registado	Contas, autenticação, sessões
game_manager.erl	1 processo registado	Fila de espera, até 4 partidas simultâneas
game_loop.erl	1 processo por partida	Física, colisões, timer, ranking

Cliente — Java + Processing

Componente	Responsabilidade
GameClient.java	Classe principal (estende PApplet)
NetworkThread	Ligação TCP, envio/receção em background
drawLogin/Lobby/Game/GameOver()	Renderização dos diferentes ecrãs
ReentrantLock	Sincronização do estado partilhado entre threads

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📡 Protocolo de Comunicação

Protocolo TCP baseado em linhas de texto ({packet, line}):

Direção	Comando	Significado
C→S	REGISTER user pass	Criar conta
C→S	LOGIN user pass	Autenticar
C→S	PLAY	Entrar na fila de espera
C→S	INPUT l,r,f	Teclas premidas (0/1)
C→S	TOP	Pedir ranking global
S→C	WAITING	Na fila (aguardar 30s ou 4 jogadores)
S→C	GAME_START n	Partida iniciada com n jogadores
S→C	STATE ...	Estado do jogo (~60ms por tick)
S→C	GAME_OVER w score	Fim de partida + vencedor
S→C	TOP_LIST ...	Ranking global

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⚙️ Como Executar

Pré-requisitos

• Erlang/OTP ≥ 26
• Java JDK ≥ 11
• Processing library incluída em client/lib/core.jar

Servidor

cd projeto/server

# Compilar
erlc login_manager.erl game_manager.erl game_loop.erl server.erl

# Arrancar (porta 9000 por omissão)
erl -s server start

Cliente

cd projeto/client

# Compilar
javac -cp lib/core.jar GameClient.java

# Executar
java -cp .:lib/core.jar GameClient
# Windows:
java -cp ".;lib/core.jar" GameClient

Abre 3 janelas do cliente, regista utilizadores e clica Jogar — a partida inicia assim que entrarem 3 jogadores (ou ao fim de 30 segundos se entrar um 4.º).

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🎯 Funcionalidades Implementadas

• Servidor TCP concorrente com acceptor loop
• Autenticação com registo, login, logout e eliminação de conta
• Matchmaking com fila de espera e timer de 30 segundos
• Até 4 partidas simultâneas
• Física no servidor: aceleração angular/linear, fricção, limites do espaço
• Colisões e capturas entre jogadores e objetos
• Objetos comestíveis (verde, crescer) e venenosos (vermelho, encolher)
• Timer de 2 minutos por partida
• Ranking global persistente por sessão
• Tratamento de desconexão abrupta
• Sincronização cliente com ReentrantLock
• HUD com tempo restante, pontuação e nomes dos jogadores

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📁 Estrutura do Repositório

projeto/
├── server/
│   ├── server.erl          ← TCP + workers
│   ├── login_manager.erl   ← Autenticação
│   ├── game_manager.erl    ← Matchmaking
│   └── game_loop.erl       ← Simulação física
├── client/
│   ├── GameClient.java     ← Cliente completo
│   └── lib/
│       └── core.jar        ← Processing library
└── enunciado/
    └── pc2526-enunciado-trabalho.pdf

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🧠 Decisões Técnicas

• Física autoritativa no servidor — o cliente apenas renderiza o estado recebido, sem simulação local, garantindo consistência entre jogadores.
• Protocolo text-based — facilita debugging com telnet/nc e é consistente com os padrões das aulas.
• ReentrantLock no cliente — substituição de volatile para garantir atomicidade nas operações de leitura/escrita do estado partilhado entre a NetworkThread e o thread de rendering do Processing.
• Timer de 30 segundos no matchmaking — a partida começa com 3 jogadores mas aguarda até 30 segundos por um 4.º, melhorando a experiência sem bloquear indefinidamente.

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🎓 Contexto Académico

Unidade Curricular	Programação Concorrente
Curso	Licenciatura em Ciências da Computação (LCC)
Instituição	Universidade do Minho
Ano letivo	2025/26