AWS 上的學習路徑：

使用 Amazon DynamoDB 和 Amazon SNS 建置回合制遊戲

簡介

背景和設定

佈建資料庫

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將身份驗證新增至您的應用程式

部署應用程式

測試應用程式

清理和後續步驟

佈建資料庫

在本單元中，您將佈建 Amazon DynamoDB 資料庫並了解如何使用 DynamoDB 存放有關您的回合制遊戲的資訊。

完成單元的時間：30 分鐘

Amazon DynamoDB 是一種由 AWS 提供的全受管的 NoSQL 資料庫服務。它提供了低於 10 毫秒的回應時間和近乎無限的可擴展性。DynamoDB 可廣泛用於各種應用程式和產業，從 Amazon.com 購物車到 Lyft 的地理位置服務再到各種線上遊戲，不一而足。

與 DynamoDB 的所有互動均是透過使用 AWS Identity and Access Management (IAM) 進行身分驗證和授權的 HTTPS 完成的。通常情況下，您可使用適合您所選語言的 AWS 開發套件與 DynamoDB 互動。如果您正在使用適用於您應用程式的 AWS 運算選項，例如 Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) 或 AWS Lambda，則您的應用程式可以在運算環境中 AWS 登入資料向 DynamoDB 發出請求。

在接下來的步驟中，您應先佈建 DynamoDB 資料庫。然後，您將學習如何使用 適用於 Node.js 中 JavaScript 的 AWS 開發套件與 DynamoDB 資料庫互動。

  • 步驟 1.佈建 Amazon DynamoDB 資料庫

    步驟 1.佈建 Amazon DynamoDB 資料庫

    首先，佈建 DynamoDB 資料庫。DynamoDB 中的資料庫又稱為資料表。

    在建立 DynamoDB 資料表時，您需要指定要構成您的資料表的主索引鍵的屬性。您寫入 DynamoDB 資料表的每條記錄稱為項目，並且每個項目均必須包含您資料表的主索引鍵。

    DynamoDB 資料建模和主索引鍵設計是一個重要主題。但是，您的遊戲具有簡單的存取模式，不需要進階資料建模，因此本教學將不會介紹 DynamoDB 資料建模中的進階主題。如需在 DynamoDB 中進行資料建模的更多詳細資訊，您可以閱讀有關使用 Amazon DynamoDB 為行動應用程式設計資料庫或使用 Amazon DynamoDB 對遊戲應用程式進行資料建模的教學。

    在您的應用程式中，您將 DynamoDB 用作簡單的鍵值存放。每個遊戲都有一個 gameId 屬性，且該屬性可唯一識別各個項目。gameId 屬性可用作您資料表的主索引鍵。

    在 scripts/ 目錄中，有一個名為 create-table.sh 的檔案，該檔案使用 AWS 命令列界面 (AWS CLI) 建立 DynamoDB 資料表。此檔案的內容如下：
     

    aws dynamodb create-table \
  --table-name turn-based-game \
  --attribute-definitions '[
    {
      "AttributeName": "gameId",
      "AttributeType": "S"
    }
  ]' \
  --key-schema '[
    {
      "AttributeName": "gameId",
      "KeyType": "HASH"
    }
  ]' \
  --provisioned-throughput '{
    "ReadCapacityUnits": 5,
    "WriteCapacityUnits": 5
  }'

    首先，其將資料表命名為 turn-based-game。然後，其會宣告將用於資料表的主索引鍵的屬性。在此範例中，您使用的是簡單的主索引鍵，因此您僅需宣告單一屬性 gameId，該屬性屬於字串資料類型。接下來，透過聲明將 gameId 屬性用作資料表的主索引鍵，即可來指定主索引鍵結構描述。

    最後，指定資料表所需的 讀取和寫入容量單位的數量。DynamoDB 確實具有隨需定價模式，且在該模式下，您需要為資料表中的每個讀取和寫入請求付費。但是，佈建的輸送模式適合 AWS 免費方案，因此您可以在此處予以使用。

    透過在終端機中執行以下命令來建立您的資料表：

    bash scripts/create-table.sh

    您應會在終端機中看到以下輸出：

    {
    "TableDescription": {
        "AttributeDefinitions": [
            {
                "AttributeName": "gameId",
                "AttributeType": "S"
            }
        ],
        "TableName": "turn-based-game",
        "KeySchema": [
            {
                "AttributeName": "gameId",
                "KeyType": "HASH"
            }
        ],
        "TableStatus": "CREATING",
        "CreationDateTime": 1574086642.07,
        "ProvisionedThroughput": {
            "NumberOfDecreasesToday": 0,
            "ReadCapacityUnits": 5,
            "WriteCapacityUnits": 5
        },
        "TableSizeBytes": 0,
        "ItemCount": 0,
        "TableArn": "arn:aws:dynamodb:us-east-1:955617200811:table/turn-based-game",
        "TableId": "c62cb86a-211e-4a50-a160-4a616c8f3445"
    }
}

  • 步驟 2.將範例遊戲項目儲存在資料表中

    步驟 2.將範例遊戲項目儲存在資料表中

    現在，您已經建立了資料表，您可以將項目新增至資料表中。每個遊戲均以資料表中的單一項目表示。

    每個遊戲項目的結構描述如下所示：

    每個遊戲均包含一個 GameId，這是遊戲的唯一識別符。屬性 User1 和 User2 可存放正在玩遊戲的兩個使用者的使用者名稱。屬性 Heap1、Heap2 和 Heap3 可存放存儲三個堆積中每個堆積的物件數量。最後，LastMoveBy 屬性可指示最近移動的玩家。

    在 scripts/ 目錄中，有一個 createGame.js 檔案，其可將範例遊戲新增至您的資料表中。此檔案的內容如下：

    const AWS = require('aws-sdk')
const documentClient = new AWS.DynamoDB.DocumentClient()

const params = {
  TableName: 'turn-based-game',
  Item: {
    gameId: '5b5ee7d8',
    user1: 'myfirstuser',
    user2: 'theseconduser',
    heap1: 5,
    heap2: 4,
    heap3: 5,
    lastMoveBy: 'myfirstuser'
  }
}

documentClient.put(params).promise()
  .then(() => console.log('Game added successfully!'))
  .catch((error) => console.log('Error adding game', error))

    您匯入 AWS 開發套件，然後建立 DynamoDB 文件用戶端的執行個體。文件用戶端是低階 DynamoDB API 之上的更高層次的抽象，可簡化 DynamoDB 項目的使用。建立用戶端後，指令碼將為 PutItem API 呼叫組合參數，包括項目的資料表名稱和屬性。然後，其可在文件用戶端上呼叫 put() 方法並記錄成功或失敗的資訊。

    您可以透過在終端機中執行以下命令來執行指令碼，進而將遊戲插入資料表中：

    node scripts/createGame.js

    您應會在終端機中看到以下輸出：

    Game added successfully!

    注意：如果您執行命令的速度過快，則可能會收到錯誤訊息，表明該資料表尚不可用。等待一分鐘，然後重試該命令。

    太棒了！ 現在，您已向您的資料表中新增了單一遊戲。在下一步中，您將學習如何更新遊戲項目以模擬使用者移動。

  • 步驟 3.更新資料表中的遊戲項目

    步驟 3.更新資料表中的遊戲項目

    現在您的資料表中有一個遊戲項目，您可以學習如何模擬玩家移動進行中的遊戲。

    您可以透過兩種方式處理此操作。.第一種方法是，使用 GetItem API 擷取項目。然後，您根據玩家的移動來更新應用程式中的遊戲項目。最後，使用 PutItem API 取代 DynamoDB 中的現有項目。儘管此選項有效，但它需要對 DynamoDB 資料表申請多次請求，並有可能覆寫在擷取和重寫遊戲項目之間發生的任何變更。

    處理此操作的第二種方法是，在 DynamoDB 中使用 UpdateItem API 呼叫。使用 UpdateItem API，您可以透過單一請求就地更新 DynamoDB 項目。您指定要變更的項目、要變更的屬性以及要在該項目上主張的任何條件。這是變更項目的慣用方式，因為它不需要多次呼叫資料庫。

    在 scripts/ 目錄中，有一個名為 performMove.js 的檔案，其包含如下內容：

    const AWS = require('aws-sdk')
const documentClient = new AWS.DynamoDB.DocumentClient()

const performMove = async ({ gameId, user, changedHeap, changedHeapValue }) => {
  if (changedHeapValue < 0 ) {
    throw new Error('Cannot set heap value below 0')
  }
  const params = {
    TableName: 'turn-based-game',
    Key: { 
      gameId: gameId
    },
    UpdateExpression: `SET lastMoveBy = :user, ${changedHeap} = :changedHeapValue`,
    ConditionExpression: `(user1 = :user OR user2 = :user) AND lastMoveBy <> :user AND ${changedHeap} > :changedHeapValue`,
    ExpressionAttributeValues: {
      ':user': user,
      ':changedHeapValue': changedHeapValue,
    },
    ReturnValues: 'ALL_NEW'
  }
  try {
    const resp = await documentClient.update(params).promise()
    console.log('Updated game: ', resp.Attributes)
  } catch (error) {
    console.log('Error updating item: ', error.message)
  }
}

performMove({ gameId: '5b5ee7d8', user: 'theseconduser', changedHeap: 'heap1', changedHeapValue: 3 })

    該指令碼有點複雜，因此請逐步進行操作。

    與之前的指令碼一樣，您要匯入 AWS 開發套件並建立一個 DynamoDB 文件用戶端執行個體。

    然後，您可將方法定義為 performMove。此方法類似於當使用者請求移動時在應用程式中使用的內部方法。該指令碼為 UpdateItem API 呼叫組合參數。首先，它變更了遊戲的兩個屬性 - 要移動的最後一個使用者，以及在變更的堆積中的元素數量。

    然後，UpdateItem API 參數會對遊戲的目前狀態作出一些聲明。請先求取 ConditionExpression 的值，然後更新項目，以確認該項目處於所需狀態之前。您將在條件表達式中進行以下三種聲明：

    1. 請求執行移動的使用者是遊戲中兩個使用者中的一個；
    2. 目前回合屬於請求執行移動的使用者；
    3. 變更的堆積的目前值高於要變更的堆積的目前值。

    最後，參數聲明 ReturnValue 為 ALL_NEW，這意味著 DynamoDB 在更新其值之後會傳回整個項目。有鑒於此，您的應用程式就可以評估遊戲，查看是否有獲勝者。

    該檔案的底部顯示了如何在應用程式中呼叫此方法的範例。使用以下命令執行指令碼：

    node scripts/performMove.js

    您應會在終端機中看到以下輸出：

    Updated game:  { heap2: 4,
  heap1: 3,
  heap3: 5,
  gameId: '5b5ee7d8',
  user2: 'theseconduser',
  user1: 'myfirstuser',
  lastMoveBy: 'theseconduser' }

    您可以看到寫入成功並且遊戲已更新。

    嘗試在終端機中再次執行指令碼。您應會看到以下輸出：

    Error updating item:  The conditional request failed

    此次，您的條件請求失敗了。正在請求的使用者 -- theseconduser -- 是最近移動的玩家。此外，變更的堆積 -- heap1 -- 已有數值 3，這表示使用者未進行任何變更。因此，該請求被拒絕。

結論

在此單元中，您佈建了一個旨在存放您遊戲資料的 Amazon DynamoDB 資料庫。您在對資料建模時獲悉了 DynamoDB 中的主索引鍵。完成資料表建立，您已學會如何將項目插入資料表中以存放初始遊戲狀態。最後，您知曉如何更新您資料中的項目，以避免在單一請求中向 DynamoDB 發出多個請求。

在下一個單元中，您將學習如何使用 Amazon Simple Notification Service (Amazon SNS) 傳送 SMS 訊息，以通知您的使用者其遊戲中的重要事件。

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