JavaFX of Tanks

Аркадная игра «Танки» на Java 21 / JavaFX: слоистая архитектура MVVM, доменная логика без единой зависимости от UI-фреймворка, симуляция партии в отдельном потоке и вся редактируемая часть игры (карта, управление, тема, тексты) вынесена в текстовые конфиги.

Управление

Поворот на месте (влево/вправо) плюс газ вперёд/назад вдоль курса — без мгновенного переключения между четырьмя направлениями.

Игрок	Вперёд	Назад	Влево	Вправо	Выстрел
Игрок 1	W	S	A	D	Пробел
Игрок 2	↑	↓	←	→	Enter

Общие: P — пауза, Esc — выход в меню.

Раскладка не зашита в код — она читается из controls.properties при каждом запуске.

Второй игрок необязателен и подключается посреди партии, а не только со старта: первое же нажатие клавиши из его раскладки создаёт ему танк и заменяет приглашение в HUD на блок статистики (очки, здоровье, перезарядка). Раунд заканчивается, только когда уничтожены все подключившиеся игроки — отсутствие второго или его более ранняя гибель не влияют на условие поражения для первого. Очки считаются по PlayerId стрелка, а не общим счётчиком на двоих.

Танки толкают друг друга при столкновении на ходу: толкаемый уступает, если ему есть куда сдвинуться (не мешают стена или третий танк), иначе толчок не проходит вовсе. За один тик оба продвигаются на долю попытки хода — GameConfig.PUSH_TRANSFER_FACTOR, а не на всю дистанцию. Готовность орудия — кольцо в HUD, заполняющееся по часовой стрелке при перезарядке; вынесено в неподвижную полосу сверху, а не к танку на поле.

Бонусы и опасности

На карте, помимо стен и точек старта, размечены подбираемые бонусы и взрывоопасные бочки — подбирать бонусы может только танк игрока, ИИ их игнорирует:

Значок на map.txt	Что это	Эффект
M	Медпакет	Восстанавливает GameConfig.MEDKIT_HEAL_AMOUNT очков здоровья, не выше максимума
L	Доп. жизнь	Не расходуется сразу: копится в счётчике игрока и спасает от гибели в раунде — при уничтожении танк вместо выбывания тут же возрождается на стартовой позиции
R	Ускоренная перезарядка	На GameConfig.RAPID_RELOAD_DURATION_SECONDS секунд перезарядка идёт в GameConfig.RAPID_RELOAD_MULTIPLIER раз быстрее
B	Взрывная бочка	Не действует сама по себе — но любое попадание пули (хоть игрока, хоть ИИ) детонирует её и наносит ExplosiveBarrel.EXPLOSION_DAMAGE урона всем танкам в радиусе ExplosiveBarrel.EXPLOSION_RADIUS, без разбора команд, включая того, кто стрелял

Возрождение по доп. жизни сопровождается неуязвимостью на GameConfig.RESPAWN_INVULNERABILITY_SECONDS (танк мигает, урон игнорируется) — см. Tank.grantInvulnerability/isInvulnerable.

Детонация бочки рисует расширяющееся кольцо до границы ExplosiveBarrel.EXPLOSION_RADIUS — model.entity.Explosion, живёт Explosion.DURATION_SECONDS и убирается той же уборкой isDestroyed(), что и пули с бонусами.

Источники текстур

Значки бонусов и бочки — готовые изображения из свободных наборов:

Элемент	Файл	Источник	Автор	Лицензия
Медпакет	textures/pickup_medkit.png	Generic Items — Kenney	Kenney (kenney.nl)	CC0 1.0
Взрывная бочка	textures/barrel.png	Topdown Tanks — Kenney	Kenney (kenney.nl)	CC0 1.0
Доп. жизнь (сердце)	textures/pickup_extra_life.png	Game icons (heart, diamond, star and lightning bolt)	PiXeRaT	CC BY-SA 4.0
Ускоренная перезарядка (молния)	textures/pickup_rapid_reload.png	Game icons (heart, diamond, star and lightning bolt)	PiXeRaT	CC BY-SA 4.0

Сердце и молния вырезаны из анимированного спрайт-листа автора и обрезаны по границе непрозрачных пикселей.

Запуск

Нужен только JDK 21+ — Maven устанавливать не обязательно: в проекте есть Maven Wrapper (mvnw/mvnw.cmd), который сам скачает нужную версию Maven при первом запуске. Если Maven уже установлен, mvnw можно заменить на mvn.

# Windows (PowerShell/cmd)
.\mvnw.cmd javafx:run

# либо собрать один исполняемый jar со всем нужным внутри
.\mvnw.cmd package
java -jar target\javafx-of-tanks.jar

# Linux/macOS
./mvnw javafx:run
./mvnw package
java -jar target/javafx-of-tanks.jar

./mvnw test

Архитектура

Игра построена по MVVM — границы между слоями проведены так, чтобы model/engine можно было тестировать без единого JavaFX-класса на classpath, а view не знал ни о чём, кроме своей ViewModel и record-снимков.

model     — чистый домен: Tank, Bullet, GameMap… Ни одного import javafx.*
engine    — правила партии: столкновения, ИИ, спавн. Знает про model, не про UI.
viewmodel — граница с UI: JavaFX-свойства, поток симуляции, DTO-снимки для рендера.
view      — Canvas/Scene/Button. Знает только про ViewModel, никогда — про GameWorld.
navigation— composition root: единственное место, которое видит Stage.
config    — парсинг текстовых ресурсов (controls/theme/about) в типизированные объекты.

model/                 PlayerId, AboutInfo — вынесены из entity в корень, иначе capability↔entity дают цикл пакетов
model.capability/       Updatable, Destructible, Damageable, DamageSource, Fireable, BulletSpawnRequest
model.geometry/         Direction, Position, TileCoord
model.entity/           GameObject, Tank, Bullet, Pickup, PickupType, ExplosiveBarrel, Explosion, GameState
model.map/               GameMap, TileType, MapLoadException

engine/                CollisionService, EnemyAiService, GameWorld, GameWorldView, GameConfig
engine.ai/              AiStrategy, AiDecision, RandomAiStrategy
engine.spawn/           SpawnLocationFinder, DefaultSpawnLocationFinder

viewmodel/              GameViewModel, GameSimulationLoop, MenuViewModel, AboutViewModel
viewmodel.dto/           GameSnapshot, TankView, BulletView, PickupView, BarrelView, ExplosionView, PlayerHudInfo

view/                   GameView, GameRenderer, Sprite, TextureSprite, MenuView, AboutView
navigation/              Router, SceneRouter
config/                  ControlsConfig, PlayerControlScheme, SteeringInput, ThemeConfig, AboutContent

GameWorld оркестрирует три отдельных сервиса — CollisionService (геометрия столкновений), EnemyAiService (тайминги решений ИИ), DefaultSpawnLocationFinder (поиск точки возрождения) — каждый тестируется отдельно от остальных.

Функциональные интерфейсы вместо флагов и instanceof

Способности объектов выражены однометодными интерфейсами, а не булевыми полями или цепочками проверок типа:

• Damageable/DamageSource — кто может получать урон, кто его наносит;
• Fireable — Tank.tryFire() сам считает точку вылета пули и возвращает Optional<BulletSpawnRequest>, так что этот расчёт не разбросан по местам, откуда стреляют;
• AiStrategy — тактика вражеского танка — это стратегия, а не набор условий внутри движка; в тестах ей на замену подставляется лямбда, которая никогда не двигается и не стреляет, без единого мока;
• view.Sprite — та же идея на слое отрисовки: GameRenderer вызывает draw(...), не зная и не проверяя, текстура это (TextureSprite) или код (лямбда — так нарисовано кольцо взрыва, статичным изображением его не изобразить).

Records как DTO между слоями

GameMap, Position, TileCoord, BulletSpawnRequest, AiDecision, AboutInfo и, главное, GameSnapshot/TankView/BulletView — records. GameSnapshot — это единственное, что видит view: он никогда не держит в руках «живой» изменяемый Tank из движка, только его неизменяемый снимок на момент последнего тика.

Второй игрок подключается посреди партии

И Tank, и GameMap, и GameWorld адресуют участников через PlayerId (PLAYER_ONE / PLAYER_TWO), а не единственным полем на танк игрока — это и позволяет второму игроку появиться не с начала раунда, а в любой момент, первым же нажатием своей клавиши:

• GameMap понимает второй маркер старта на карте — 2;
• GameWorld.isPlayerAvailable(id) — есть ли для игрока точка старта на карте; isPlayerActive(id) — подключился ли уже; activatePlayer(id) — лениво создаёт танк на стартовой позиции (не-op, если игрок уже активен, карта его не поддерживает или раунд окончен);
• GameView шлёт запрос на подключение вместе с самой командой на любое нажатие клавиши ещё не подключившегося игрока — оба долетают до GameWorld в одном тике, поэтому танк реагирует на то же нажатие, которым появился;
• раунд заканчивается, только когда уничтожены все подключившиеся игроки — отсутствие второго или его более ранняя гибель не мешают первому доиграть в одиночку;
• очки/здоровье/перезарядка считаются по каждому игроку отдельно (Bullet/BulletSpawnRequest несут PlayerId стрелка) и показываются в HUD отдельным блоком — до подключения второго игрока на его месте приглашение.

Конкурентность

Партия считается в фоновом потоке-демоне независимо от кадров экрана:

GameSimulationLoop implements Runnable   — тикает партию на ~60 Гц
        │  ScheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(this, …)
        ▼
   GameWorld.tick(deltaSeconds)          — реальное время, а не «кадры»
        │
        ▼  публикует AtomicReference<GameSnapshot>
   GameView (AnimationTimer, FX-поток)   — читает снимок каждый pulse

• Шаг симуляции меряется реальным временем (System.nanoTime()), не числом кадров — не завязан на FPS рендера.
• Рендер синхронизирован с vsync через AnimationTimer.handle(...), который JavaFX сам вызывает раз за такт пайплайна — троттлинг кадров в прикладном коде не нужен.
• Между потоками — ни одного synchronized. Команды игрока живут в ConcurrentHashMap.newKeySet()/AtomicBoolean (пишет FX-поток, читает поток симуляции), состояние партии — в единственном AtomicReference<GameSnapshot> (record, неизменяем, List.copyOf в компактном конструкторе). Возврат в меню после экрана результатов — единственный переход на FX-поток, через Platform.runLater(...).
• Поля, которые трогает только сам поток симуляции (таймер результатов, сглаженный FPS), — обычные double/boolean без Atomic*: делить их не с кем.

Конфигурация без пересборки

Всё, что может поменять человек без Java-компилятора под рукой, вынесено в текстовые ресурсы:

Файл	Что описывает
map.txt	Карта: # стена, P/2 старт игроков, E враг, M/L/R бонусы, B бочка
controls.properties	Раскладка клавиш (имена javafx.scene.input.KeyCode)
theme.properties	Цветовая палитра экрана (#RRGGBB[AA])
about.properties	Текст экрана «О программе»

Тесты

model/engine не содержат импортов JavaFX — юнит-тесты (JUnit 5) не запускают графическое приложение:

• GameMapTest — разбор карты и её ошибок, бонусы и бочки на клетках;
• TankTest — перезарядка, урон, плавный поворот, лечение, ускоренная перезарядка, неуязвимость;
• CollisionServiceTest — стены, толкание танков, дружественный огонь, взрыв бочки (урон по радиусу, начисление убийства), сбор бонусов;
• GameWorldTest — подключение и гибель второго игрока, очки верному стрелку, возрождение по доп. жизни вместо конца раунда; собирает GameWorld с ИИ-стратегией-заглушкой (лямбдой) вместо рандомизированной.

mvn test

CI/CD

Два workflow в .github/workflows:

Файл	Когда запускается	Что делает
maven.yml	Любой push, любой pull request в main	mvnw clean package (JDK 21): юнит-тесты, затем jar; к запуску прикладываются два скачиваемых артефакта — javafx-of-tanks (сам jar) и jacoco-report (отчёт покрытия)
release.yml	push тега вида v* (например, v2.0.0)	mvnw clean package и публикация javafx-of-tanks.jar в GitHub Releases с автоматически сгенерированными release notes

Артефакты maven.yml живут ограниченное время и качаются только залогиненным в GitHub; постоянная публичная ссылка на скачивание появляется только через тег и release.yml.

Автор

Непрокин Иван