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Rapport du devoir 2 de Bases de données réparties - Hiver 2018

David Delemotte, Paul Michaud, Rénald Morice, Loïc Bothorel

Ce rapport explique et montre les résultats du travail réalisé dans les deux exercices du devoir 2.


Exercice 1


Partie 1

Fichiers   Crawler: crawlers/crawler.py    -    Json obtenu: crawlers/allMonsters.json

Ce qu'on a fait:
Nous avons réalisé le crawler en Python en parcourant les bestiaires de paizo.com, puis nous avons stocké les données au format JSON dans le dossier crawlers. Il contient plus de 1400 monstres ! En voici un petit aperçu:

[
    {
        "name": "Seaweed Siren",
        "spells": [
            "shatter",
            "charm monster",
            "confusion",
            "bestow curse"
        ]
    },
    ...
]

Partie 2

Fichiers   Code scala: src/main/scala/Exercice1

Ce qu'on a fait
Nous avons mis les données crawlées dans un RDD Spark pour que toutes les opérations puissent être parallélisées entre nos 4 machines. Pour cela, on défini un Master et des Workers, quelqu'un lance le master puis les Workers font la commande suivante pour le rejoindre: ./spark-class org.apache.spark.deploy.worker.Worker spark://IP_MASTER:PORT. Depuis l'interface on peut voir que les workers ont bien réussi à rejoindre le master et la running application pour lesquelles les opérations sont parallélisées:


L'interface de spark ou l'on voit la conso de nos workers lors de la parallélisation des tâches


La connexion d'un Worker au Master


Partie 3

Fichiers
Code scala: src/main/scala/Exercice1
Résultat sorts de healing: src/main/scala/Exercice1/batchViewHealSpellMonsters.html
Résultat bonus tous les sorts: src/main/scala/Exercice1/batchViewSpellMonsters.html

Ce qu'on a fait
Nous avons créé une batch view permettant à Pito de visualiser rapidement les créatures qui peuvent le tirer d’affaire grâce à un reduceByKey. C'est à dire tout les sorts de healing. Le résultat est le suivant:

Nous l’avons également fait pour tous les sorts (bonus) en faisant un groupByKey. Voici une petite partie du résultat, vous pouvez consulter le fichier html complet dans le dossier de l'exercice 1:


Exercice 2


Combat 1. Solar vs Éclaireurs Orcs

Fichiers:   Code principal: src/main/scala/Exercice2/Game.scala et src/main/scala/Exercice2/Combat1    -    Nos monstres: src/main/Exercice2/Bestiary

Ce qu'on a fait

C'est un combat entre le Solar et les monstres pour protéger Pito, en utilisant GraphX de Spark. On commence par créer nos RDD de vertex et de edge dans Combat1.scala, puis on appelle la boucle principale qui se trouve dans Game.scala. On réalise un certain nombre d'itérations de cette boucle et lors de chaque itération, différentes étapes font évoluer le graphe:

1. Tous les 5 rounds, on réalise un checkpoint() sur le graphe pour reset son lineage Graph :

if(roundCounter%5==0) graph.checkpoint()

2. On supprime les monstres morts du graphe :

roundGraph.subgraph(vpred = (_, attr) =>  attr.hp > 0)

3. Pour chaque monstre, on commence par réaliser les actions qui ne dépendent que de lui de manière isolée :

  • Régénération
  • Déplacement (en fonction de la vitesse de chaque monstre)
  • Etat touché pendant le round remis à false (utile pour l'affichage)
val newVerticesMove = myGraph.vertices.map(vertex => {
    if(vertex._2.hp > 0){
        vertex._2.regenerate()
        vertex._2.move()
        vertex._2.hurtDuringRound = false
    }
    vertex
})

myGraph = Graph(newVerticesMove, myGraph.edges)

A noter que toutes les fonctions qui regénèrent, font les mouvements, calculent les dommages reçus ect... se trouvent dans LivingEntity (classe parente de tout les monstres).

4. Pour chaque monstre, on choisi et on met à jours la cible à attaquer, de la façon suivante:

  • Dans le AgregateMessages, on liste, pour un monstre donnée, toutes ses cibles potentielles.
  • Dans le JoinVertixes, on met à jour, pour un monstre, sa liste de targets en fonction du nombre de targets qu'il peut avoir à la fois (pour cela, on créé une nouvelle instance du bon type de monstre, qu'on return pour remplacer la précédente pour que ce soit pris en compte, d'où l'utilisation du design pattern Prototype).
val targetMessages = roundGraph.aggregateMessages[List[LivingEntity]](
    sendTargetMsg,
    mergeTargetMsg,
    fields
)

roundGraph = roundGraph.joinVertices(targetMessages) {

    (_, fighter, allTargets) => {

        val newFighter = LivingEntityPrototype.create(fighter)
        newFighter.setTargets(allTargets)
        newFighter
    }
}

Détail des fonctions sendTargetMsg() et mergeTargetMsg() en bas du fichier Game.scala

5. Chaque monstre subit la somme des dégâts des autres monstres qui l'attaquent:

  • Dans le AgregateMessages, on fait le calcul des dommages que va recevoir chaque monstre
  • Dans le joinVertixes, on fait perdre les HP à chaque monstre (pour cela, on créé une nouvelle instance du bon type de monstre avec les nouveaux HP).
val damageMessages = roundGraph.aggregateMessages[Int](
    sendDamageMsg,
    mergeDamageMsg,
    fields
)

roundGraph = roundGraph.joinVertices(damageMessages) {

    (_, damageReceiver, damages) => {

        if(damages>0){
            val newDamageReceiver = LivingEntityPrototype.create(damageReceiver)
            newDamageReceiver.takeDamage(damages)
            newDamageReceiver
        }else
            damageReceiver

    }
}

Détail des fonction sendDamageMsg() et mergeDamageMsg() en bas du ficher Game.scala

6. Les vertices sont streamées en Websocket sur ws://localhost:8089/fight :

val webSocketClient = WebSocket().open("ws://localhost:8089/fight")

webSocketClient.send(net.liftweb.json.Serialization.write(roundVerticesRDD))

7 . On vérifie les conditions d'arrêt

  • On compte le nombre d'alliés et d'ennemis encore vivant en faisant un filter suivi d'un count.
  • Si il reste 0 ennemi: Pito est sauvé :D
  • Si il reste 0 allié: Solar est mort, Pito à perdu :(
  • Sinon, on continue la boucle pour faire une nouvelle itération jusqu'au nombre MAX d'itérations.
val nbBadGuysAlive = myGraph.vertices.filter{ vertex => vertex._2.team == "BadGuys" && vertex._2.hp > 0}.count
val nbGoodGuysAlive = myGraph.vertices.filter{ vertex =>  vertex._2.team == "GoodGuys" && vertex._2.hp > 0}.count

if(nbBadGuysAlive == 0){
  println("END OF LOOP : Solar successfully saved Pito :D")
  return
}
else if(nbGoodGuysAlive == 0){
  println("END OF LOOP : Unfortunatly, Solar and Pito died! Bad guys won :(")
  return
}
else if (roundCounter == maxIterations) return

La plupart du temps Pito est sauvé car le Solar est trés puissant grâce à son bouclier et sa régénération !

Nous avons fait un affichage graphique dans un autre langage (jQuery, PHP et HTML). Les données sont transférées à l'interface via Websocket en temps réel pour un affichage en live. Cliquer ici pour voir les instructions de configuration et de lancement de l'interface. Voici le résultat:


Gif du combat 1

Combat 2. Les Orcs et le dragon vert attaquent le village de Pito

Fichiers:   Code principal: src/main/scala/Exercice2/Game.scala et src/main/scala/Exercice2/Combat2    -    Nos monstres: src/main/Exercice2/Bestiary

Ce qu'on a fait

Ce combat reprend les bases du premier combat, mais maintenant c'est plus compliqué ! Il y a plus de monstres. Il y a aussi de nouvelles attaques pour les monstres et un dragon en guise de super ennemi. On ne va pas tout réexpliquer en détail car c'est exactement le même principe que le combat 1. On peut ausi visualiser le combat 2 via l'interface. Voici le résultat, on a placé les monstres différemment et on voit bien le dragon qui va attaquer seul un Solar:


Gif du combat 2


Question ouverte, Comment gérer efficacement un système de distance 3D avec un graphe d’agents distribué? On met la distance sur le sommet? sur l’arête? problèmes de collision etc.

Nous travaillons avec des vecteurs de distances. Chaque monstre possède son vecteur de position (donc chaque arrête). Ensuite, nous réalisons des calculs de distance en utilisant les propriétés d'un vecteur. Voici le code de la classe Position :

class Position (var x: Double = 0, var y: Double = 0) extends Serializable {

  def getDistance() : Double = {
    Math.sqrt(Math.pow(this.x, 2)+ Math.pow(this.y, 2))
  }

  def normalize() : Position = {
    val distance = getDistance()
    var pos = new Position(0,0)

    if(distance != 0){
      pos.x = this.x/distance
      pos.y = this.y/distance
    }
    pos
  }
}

object Position{

  def distanceBetween(p1: Position, p2: Position): Double = {
    Math.sqrt(Math.pow(p2.x-p1.x,2)+Math.pow(p2.y-p1.y,2))
  }
}

La normalisation d'un vecteur est utilisée dans la méthode move() de la classe LivingEntity.scala pour orienter le déplacement du monstre vers sa cible.

Remarque : Notre système de combat est en 2D, mais il serait facile de passer en 3D. Il faudrait simplement rajouter un attribut "z" à notre classe Position.scala et l'intégrer dans les calculs de distance et normalisation de cette même classe. Le plus difficile serait de trouver et d'utiliser de manière efficace une technologie d'affichage 3D pour le rendu.