02 初窥刻内时序

本部分我们将初步回答这一问题：Minecraft 中有 "同时发生" 这一概念吗？

1 发现刻内时序

1.1 引入：一个奇怪的现象

在刻与刻间时序中，我们学会了基于游戏刻的延迟分析方法，例如：

• 中继器：2~8gt 延迟
• 比较器：2gt 延迟
• 侦测器：2gt 延迟

这套分析方法十分有效——直到我们遇到了这样的一个装置：

// IMG_LOAD

如果我们按照 gt 分析，假设按下按钮时为第 0gt，会得到这样的结果：

• 中继器：按下按钮 -> 中继器延迟 2gt -> 左侧活塞在第 2gt 激活
• 比较器：按下按钮 -> 比较器延迟 2gt -> 右侧活塞在第 2gt 激活

这样看来，两个活塞应该同时伸出！

然而，事实却是……

// IMG_LOAD

…… 只有左侧的活塞推出了。

1.2 刻间时序的不足

基于游戏刻的分析能够告诉我们：某一行为 “在哪一刻发生”。然而，在上文的情况中：

• 两个活塞都应该在第 2gt 被激活
• 两个活塞的表现不同

直觉告诉我们，这两个活塞虽然都在同一游戏刻内被激活，但或许也存在着一定的先后顺序。

1.3 “我们需要更深入些”：刻内时序

在大部分情况下，Minecraft 的游戏逻辑是单线程的——也就是说，在任意一个时刻，只能有一件事在执行。

即使两个活塞都 “在同一游戏刻内被激活”，但在这一游戏刻内，这两个活塞被激活的先后顺序也是不同的，进而导致了只有左侧的活塞推出，而右侧的活塞推出失败了。

对于这种在一个游戏刻内的精细时间，我们称之为刻内时序。

与之相对的，以游戏刻为单位的 “不那么精细” 的时间，我们称之为刻间时序（或宏观时序）。

刻内时序的运行具有更加复杂的机制，各元件的行为也可能会在不同情况下发生变化，例如下图中的装置：

// IMG_LOAD

明明在同一游戏刻内，加个中继器就大有不同，这又是什么原理呢？且看下文分解，

2 微时序理论

微时序理论是我们用于研究刻内时序的一套方法。在接下来的内容中，我们将逐步深入地学习并尝试应用这套理论。

2.1 微时序的阶段划分

一个游戏刻就像现实生活中的一天。我们可以将一天内划分为凌晨、上午、中午、下午、晚上…… 并且每个阶段对应着不同的任务：凌晨睡觉、上午工作、中午午休、下午锻炼、晚上休息……

我们通过各种方法，发现一个游戏刻内也可以被划分为有固定顺序的多个阶段，每个阶段中，游戏又会执行不同的任务。这些阶段分别是¹：

1. 世界时间更新（World Tick Update，简称 WTU）

   • 这是划分两个不同游戏刻的阶段。如果将游戏刻比作时钟上的分针，刻内时序的运行比作秒针旋转，那么WTU就是秒针转过数字 12 的那一刻，分针进入了下一分钟，游戏也进入了下一游戏刻。

   • 一个WTU的开始到下文中所有阶段结束，构成了一个完整的游戏刻。

   • 游戏在这一阶段进行的具体工作内容是：游戏中存在一个世界时间计数器，从 0 开始每刻加 1。本阶段的作用就是让世界时间 +1，从而推进游戏时间。例如，当计数器从 1 增加到 2 时，我们就说 “进入了第 2 刻”；计数器为 2 时，我们就说 “当前是游戏的第 2gt”

   • 注：为了方便分析和简化表述，在实际分析时序时，我们通常假定最开始的操作为第 0gt（而不是用真实的世界时间计算），以第 0gt 为起始进行后续分析。

2. 计划刻（Schedule Tick / Tile Tick / Next Tick Entry，简称 TT 或 NTE²）

   • 大部分具有延迟几 gt 执行的行为的元件都是由计划刻控制、并在计划刻阶段执行对应行为的。

3. 区块刻（Chunk Tick，简称CT）

   • 这一阶段包含较多工作内容，详细内容读者可以自行查阅Minecraft Wiki #刻 - 区块刻，下文按执行先后顺序列出在此阶段执行的一些常见内容：
   1. 执行雷暴相关逻辑。
   2. 执行结冰、积雪、炼药锅收集水相关逻辑。
   3. 执行随机刻。随机刻控制着农作物、树苗等的生长、冰雪融化、草方块蔓延、红石矿石发光与熄灭等游戏中随机发生的事件。关于随机刻的详细内容，读者可以自行查阅Minecraft Wiki #刻 - 随机刻，此处不作过多罗列。

4. 方块事件（Block Event，简称BE）

   • 这一阶段最常见的 “工作内容” 是活塞相关的行为。在最常见的情况中，活塞在此阶段推动方块，被推动的方块经过一定变化，在2gt 后的TE阶段中到位。读者在此处仅需初步认识活塞即可，更多有关方块事件和活塞的内容详见后续章节。

   • 除此之外，音符盒、钟发出声音等一些行为也在此阶段执行。

5. 实体运算（Entity Update，简称EU）

   • 实体会在这一阶段执行自己的行为逻辑，如生物移动、怪物攻击、TNT 爆炸等实体自身的行为，以及非玩家实体激活压力板、绊线钩并使它们发出红石信号等实体触发红石元件的行为。这些红石元件通常在此阶段（或 AT 阶段，见下文）被激活并发出红石信号，而在计划刻阶段停止发出红石信号。

6. 方块实体（Block Entity / Tile Entity，简称TE）

   • 一些具有特殊行为的方块会在这一阶段执行自己相关的运算，如漏斗吸取与传输物品、被活塞推动的方块到位等。

7. 异步事件（Async Task / Network Update，简称AT/NU）

   • 与玩家相关的各种操作都在这一阶段运算，例如玩家放置与破坏方块、触发压力板、绊线钩等行为。

在接下来的内容中，我们将围绕这几个主要阶段展开。

2.2 瞬时行为

在上文中，我们认识到 1gt 内又划分成了不同的阶段。就像早饭只能在早上吃、午饭只能在中午吃一样，Minecraft 中的许多事件只能遵循一定的顺序，发生在特定的阶段。但还有一些 “立刻响应” 的事件，就像我们渴了就可以立刻去喝水，而不关心早上、中午、还是晚上。

如果一个方块的行为可以在任意阶段发生的、只由方块更新触发，那么这个方块就称为瞬时元件。

举例来说，红石粉亮灭是瞬时的。如果玩家关闭了一个拉杆，那么可以导致红石粉在玩家操作阶段熄灭；如果活塞推走了一个红石块，就可以导致红石粉在方块事件阶段熄灭。

2.3 延时行为

既然有瞬时事件，就必然有 “延时” 事件。举例来说，如果玩家放置了一个红石块，红石块激活了一个中继器，这个中继器就会在 2gt 后亮起。中继器亮起的这一行为具有延时，且由游戏控制（由计划刻控制），在特定阶段发生（计划刻阶段），中继器就不是瞬时事件。

在接下来的几部分中，我们将详细地展开这些不同的游戏阶段。

2.4 常见元件的运行阶段

2.5 刻内时序基础分析

在这里，我们给出一个基本的例子。

下图中，所有的命令方块内指令都为 time query gametime

// IMG_LOAD

上升沿 （拉下拉杆，粘性活塞推出）：

下降沿 （拉回拉杆，粘性活塞收回）：

（改自 void 的例子）