Mcpy

🚀 MCPy: 高性能Minecraftサーバーエンジン

MCPy は、Python、Cython、高度な科学計算ライブラリによって駆動される次世代の超最適化Minecraftサーバーエンジンです。当プロジェクトの使命は、卓越したパフォーマンスと柔軟性を提供し、Minecraftサーバー開発をアクセスしやすく、将来に備えたものにすることです。

⚠️ 重要提示

MCPyは現在積極的に開発中であり、まだ機能が完全ではありません。コードベースには既知のエラーが含まれており、不安定です。私たちの目標をより早く達成するために、バグレポートと貢献を歓迎します！

🚀 クイックスタート

サーバーの実行

# セットアップスクリプトを使用する場合
# Windows:
setup.bat run
# Linux/macOS:
./setup.sh run

# コマンドラインから直接実行する場合
python -m mcpy.server
python -m mcpy.server --config custom_config.toml --world my_world
python -m mcpy.server --performance-mode --max-players 100
python -m mcpy.server --debug --log-level debug

コマンドラインオプション

✨ 主な機能

• Cythonによる高速化コア：イベント駆動型のサーバーエンジンで、Cレベルのパフォーマンスに近づきます。
• 科学計算バックボーン：NumPy、SciPy、Polarsを統合し、高効率な操作を実現します。
• ゼロオーバーヘッドネットワーキング：非同期、非ブロッキング、プロトコル最適化されたネットワーキングです。
• 高度なエンティティシステム：高度なAIサポートを備えた、効率的で拡張可能なエンティティ管理システムです。
• 堅牢な永続化レイヤー：PostgreSQLとSQLAlchemy ORMによって駆動され、信頼性の高いデータストレージを提供します。
• 包括的なベンチマーク：組み込みのパフォーマンス分析とプロファイリングツールがあります。
• 拡張可能なプラグインフレームワーク：サーバーの変更を簡単に追加できます。
• リアルタイムモニタリング：PrometheusとGrafanaを統合し、ライブメトリクスを提供します。

📦 インストール

前提条件

• Python 3.9+ (3.11+ 推奨)
• 最新のC++コンパイラ (VS 2019+ / GCC 9+)
• PostgreSQL 13+ (本番環境用)
• 最小8GBのRAM (16GB推奨)

クイックセットアップ

git clone https://github.com/magi8101/mcpy.git
cd mcpy
# Windows
setup.bat
# Linux/macOS
chmod +x setup.sh
./setup.sh

手動インストール

git clone https://github.com/magi8101/mcpy.git
cd mcpy
python -m venv .venv
# Windows:
.venv\Scripts\activate
# Linux/macOS:
source .venv/bin/activate
pip install -r _requirements.txt
pip install -e ".[dev]"
pip install -e ".[ai]"  # オプション: AI機能を有効にする
python check_dependencies.py
python setup.py build_ext --inplace

💻 使用例

基本的な使用法

# サーバーの実行
python -m mcpy.server

高度な使用法

# カスタム設定ファイルとワールドを指定してサーバーを実行
python -m mcpy.server --config custom_config.toml --world my_world

📚 ドキュメント

アーキテクチャの概要

MCPyはモジュール式で、5つの高性能コアコンポーネントがあります。

1. server_core.pyx

   • イベント駆動型のリクエスト処理
   • 適応型、高精度のタイクシステム
   • 動的なワーカースレッドプール管理
   • リアルタイムのパフォーマンスプロファイリング

2. world_engine.pyx

   • マルチオクターブノイズと高度なバイオームを使用した手続き型地形生成
   • マルチスレッドチャンク生成とメモリ効率の良い地形ストレージ

3. network_core.pyx

   • ゼロコピーパケットシリアライゼーションとプロトコルレベルの圧縮
   • 堅牢なコネクションプーリングとDDoS対策

4. entity_system.pyx

   • 空間ハッシュベースのエンティティ追跡とマルチスレッド物理
   • モジュール式のAI行動ツリー

5. persistence

   • PostgreSQL/SQLite用のSQLAlchemy ORM
   • 効率的なチャンクシリアライゼーションとトランザクショナルなワールド状態

パフォーマンス目標

🔧 技術詳細

Cythonとパフォーマンス

• 静的型付け (cdef) と積極的なコンパイラディレクティブ
• 直接的なNumPyバッファアクセスとポインタ演算
• スレッドプールによるマルチスレッド並列処理

エンティティシステム

• 階層的、コンポーネントベースの設計
• カスタムメモリプールによるO(1)空間分割
• 適応型レベルオブディテール (LOD) エンティティ管理

ワールド生成

• マルチオクターブPerlin/Simplexノイズ
• Voronoiベースのバイオーム遷移
• 侵食、洞窟、構造物アルゴリズム
• ストレージ効率のための10倍のチャンク圧縮

🗄️ データベース設定

SQLite (デフォルト)

[database]
type = "sqlite"
path = "world/mcpy.db"
journal_mode = "WAL"
synchronous = "NORMAL"

PostgreSQL (本番環境用)

[database]
type = "postgresql"
host = "localhost"
port = 5432
dbname = "mcpy"
user = "postgres"
password = "your_password"
pool_size = 10
max_overflow = 20
echo = false

💾 永続化機能

• トランザクショナルワールド保存

  with session.begin():
      for chunk in dirty_chunks:
          session.add(ChunkModel.from_chunk(chunk))
  

• 効率的なチャンクシリアライゼーション

  chunk_data = np.savez_compressed(io_buffer,
                                  blocks=chunk.blocks,
                                  heightmap=chunk.heightmap,
                                  biomes=chunk.biomes)
  

• プレイヤーデータ管理

  player_model = PlayerModel(
      uuid=player.uuid,
      username=player.username,
      position=json.dumps([player.x, player.y, player.z]),
      inventory=pickle.dumps(player.inventory, protocol=5),
      stats=json.dumps(player.stats)
  )
  

• インテリジェントな自動保存：変更されたチャンク/エンティティのみが保存されます
• 自動バックアップ：設定可能な間隔と保持期間

🧪 開発とテスト

pytest                                # 完全なテストスイートを実行
pytest tests/test_entity_system.py     # エンティティシステムのテスト
python -m benchmarks.benchmark        # ベンチマーク
python -m mcpy.profiling.profile_module world_engine  # モジュールのプロファイリング
pytest --cov=mcpy --cov-report=html   # テストカバレッジレポート

パフォーマンスチューニングの例

• エンティティシステム

  entity_spatial_hash = {(int(e.x/16), int(e.z/16)): [] for e in entities}
  for entity in entities:
      entity_spatial_hash[(int(entity.x/16), int(entity.z/16))].append(entity)
  

• ワールドエンジン

  with ThreadPoolExecutor(max_workers=os.cpu_count()) as executor:
      futures = [executor.submit(generate_chunk, x, z) for x, z in chunk_coords]
      chunks = [f.result() for f in futures]
  

• ネットワーク最適化

  cdef char* buffer = <char*>malloc(packet_size)
  memcpy(buffer, &packet_header, sizeof(packet_header))
  memcpy(buffer + sizeof(packet_header), packet_data, packet_data_size)
  

🔧 高度な機能

プラグインシステム

カスタムコマンドと動作を簡単に追加できます。

from mcpy.plugins import Plugin, event

class TeleportPlugin(Plugin):
    @event("player.command")
    def on_command(self, player, command, args):
        if command == "tp" and len(args) >= 1:
            target = self.server.get_player_by_name(args[0])
            if target:
                player.teleport(target.x, target.y, target.z)
                return True
        return False

リアルタイムモニタリング

Prometheus/Grafanaの統合サポートがあります。

[monitoring]
enabled = true
prometheus_port = 9090
metrics = ["tps", "memory_usage", "players_online", "chunks_loaded"]

AIエンティティの動作

柔軟な、行動ツリー駆動型のAIです。

class ZombieAI(MobAI):
    def setup_behaviors(self):
        self.behaviors = BehaviorTree(
            Selector([
                Sequence([
                    CheckPlayerNearby(radius=16),
                    PathfindToPlayer(),
                    AttackPlayer()
                ]),
                Sequence([
                    Wait(random.randint(20, 100)),
                    MoveToRandomPosition(radius=10)
                ])
            ])
        )

🗺️ ロードマップ

短期的な目標

• [ ] エンティティ衝突システム
• [ ] クラフトとインベントリ管理
• [ ] 基本的な戦闘メカニクス
• [ ] ワールド生成の最適化

中期的な目標

• [ ] マルチワールドサポートとポータル
• [ ] カスタムブロックの動作
• [ ] 強化されたモブAI
• [ ] ゲーム内スクリプティングAPI

長期的な目標

• [ ] 分散型サーバーアーキテクチャ
• [ ] 機械学習駆動型のモブAI
• [ ] リアルタイムレイトレーシング照明
• [ ] カスタム物理エンジン

🤝 貢献方法

私たちは皆さんの貢献を歓迎します！貢献を始めるには、貢献ガイドを参照してください。

1. リポジトリをフォークする
2. 機能ブランチを作成する (git checkout -b feature/amazing-feature)
3. 変更をコミットする (git commit -m 'Add some amazing feature')
4. ブランチにプッシュする (git push origin feature/amazing-feature)
5. プルリクエストを開く

📄 ライセンス

このプロジェクトはMITライセンスの下でライセンスされています。詳細は LICENSE ファイルを参照してください。