##05 方块事件

本篇讨论的是方块事件(Block Event, BE)的实现原理。

基础部分

• 方块事件的概念与存在意义
• 方块事件的信息结构与相关元件
• 方块事件延迟(BED)的通俗认识

进阶部分

• 方块事件队列与广度优先搜索机制

#5.1 什么是方块事件？

在Minecraft游戏交互中，为了减少服务器与客户端之间的网络同步压力，游戏会避免把所有复杂方块的巨量数据都在每一刻同步给客户端。

相反，服务端会选择告诉客户端：“这里发生了一个特定的事件”，然后让客户端的方块自己把服务端发生的事情在本地模拟一遍。

方块事件(Block Event) 就是为了这种高效的“通知与模拟”而生的。

#5.1.1 方块事件的信息结构

当一个方块事件被创建时，它包含且仅包含以下四个核心信息：

• 位置pos：事件在哪里发生
• 方块种类block：是哪一种方块在执行这个事件
• 类型type：是哪种具体的事件动作（对活塞而言，代表伸出或收回）
• 数据data：执行该事件时附带的必要参数（对活塞而言，代表推动的朝向）

#5.2 产生方块事件的元件

一部分红石元件会产生方块事件，用途各不相同，包括但不限于以下方块：

...

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#5.2 方块事件延迟(BED)

当多个方块在同一时间被激活并产生方块事件时，它们会同时执行吗？

Minecraft的世界观告诉我们：游戏中不存在绝对的“同时”。即使是在同一游戏刻内，事件的执行也必须有一个先后顺序。这种由执行顺序的时间差造成的现象，就称为方块事件延迟(Block Event Delay, 简称BED)

下面展示一下方块事件延迟是怎么在游戏中表现的：

开关拉杆，我们发现，当改变红石块的位置的时候，旁边活塞推出的数量发生了变化，当红石块靠近压线方块的时候，数量减少了，而当红石块远离压线方块的时候，数量增多了。

#5.2.1 深度与队列的通俗理解

你可以把方块事件的执行想象成人们正在排队买票：先来的先执行，后来的后执行。

当一个方块事件执行时，它可能会触发后续的新事件。这些新事件会被追加到队列末尾。为了追踪这些事件是由“哪一代”产生的，我们引入深度概念：初始事件深度为 0，它直接产生的事件深度为 1，以此类推，用以刻画事件间的衍生因果链

下面是一个树场0t下吸底座的例子，用于展示方块事件深度是如何在实际设计中应用的:

0gt AT：拉杆被拉下

1gt BE 深度0：粘性活塞开始收回

1gt BE 深度1：粘性活塞将灰化土拉回，转向粉转向

1gt BE 深度2：下吸活塞被更新，自检，发现自己被激活，伸出

1gt BE 深度3：充能方块被移除，更新下吸活塞，自检，发现自己应该收回，添加收回的方块事件，发现自己正在伸出，0t发生。

3gt TE：全部方块均到位。

4gt BE 深度0：上下两个普通活塞伸出，泥土的粘性活塞添加方块事件

4gt BE 深度1：普通活塞伸出，更新粘性活塞，回推粘性活塞伸出，底座激活活塞自检。红石块被移除。

4gt BE 深度2：上下两个普通活塞收回，发出更新，更新泥土的粘性活塞，粘性活塞自检，发现自己不应该推出，添加收回的方块事件，下方粘性活塞同理

4gt BE 深度3：红石块粘性活塞和灰化土粘性活塞的0t发生，灰化土瞬间到位。红石块到位，控制下吸活塞充能方块的粘性活塞伸出。

6gt TE：红石粉被转向，充能方块到位，底座完成重置。

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#5.4 [进阶] 方块事件队列与广度优先搜索

在源码层面，方块事件的“排队”本质上是一个广度优先搜索的队列机制。

在游戏的主循环中，方块事件被存放于一个先进先出的队列中。当某一源点（例如被拉杆激活的中心活塞）以NC更新的顺序向周围发出更新是，周围相应的活塞会依次将自己的方块事件压入队列末尾。

执行时，游戏会从队列头部取出一个事件执行：

1. 取出深度为0的第一个节点执行
2. 若该更新引发了新的更新，产生里新的方块事件（深度1）会被按更新顺序压入当前队列的最末端。
3. 游戏继续执行队列中下一个深度为0的节点，直到深度0的事件全部出队，才会开始执行深度1的事件。

这一操作完全等价于广度优先搜索。

这里给出一个例子

其中长边从+x延伸至-x方向

当拉下拉杆时，中心活塞被激活，并以-x、+x、+z的顺序更新周围三个活塞，依次将它们压入队列。游戏随后按顺序执行-x方向和+x方向的活塞，然后更新+x方向的下一个活塞。此时会添加方块事件并将其压入队列，位于+z方向活塞之后。接着执行+z方向活塞，最后执行+x方向的最后一个活塞。

我们可以将每个活塞抽象为一个节点，把深度为0的活塞视作根节点。需要注意的是，在实际情况中，这个图可能存在多个源点。我们对这个抽象出的"活塞图"进行多源BFS模拟，其中子节点加入队列的顺序就是NC的更新顺序，这个顺序由子节点相对于父节点的方向决定。已被访问过的子节点将不会被重复访问。