Omok (오목) - Network Multiplayer Game

C++과 SFML 네트워크 라이브러리를 활용하여 제작한 실시간 멀티플레이어 오목 게임입니다.
TCP 소켓 프로그래밍을 통한 네트워크 통신과 Windows Console API를 활용한 콘솔 UI를 구현했습니다.

프로젝트 개요

친구들과 함께 플레이할 수 있는 네트워크 기반 오목 게임을 제작했습니다.
서버-클라이언트 아키텍처를 사용하여 실시간 대전이 가능하며, 게임 종료 후 재대결 기능까지 구현했습니다.

┌─────────────┐          TCP Socket          ┌─────────────┐
│   Server    │ ←─────────────────────────→ │   Client    │
│  (흑돌 선공)  │     Port: 53000             │  (백돌 후공)  │
│             │   Packet: row, col          │             │
│ isMyTurn=T  │                             │ isMyTurn=F  │
└─────────────┘                             └─────────────┘

주요 기능

TCP 소켓 기반 실시간 멀티플레이어: 서버-클라이언트 구조로 네트워크 대전 지원
턴제 게임 로직: 비동기 입력 처리와 턴 동기화 구현
5목 승리 판정: 4방향 탐색 알고리즘을 통한 승리 조건 검증
재대결 시스템: 양측 동의 기반 게임 리셋 및 재시작 프로토콜
실시간 콘솔 UI: Windows Console API를 활용한 커서 제어 및 색상 표시

개발 환경

언어: C++17
라이브러리: SFML 2.5.1 (Network 모듈)
IDE: Visual Studio 2022

기술적 구현

이 프로젝트는 네트워크 동기화·실시간 입출력·알고리즘 최적화를 고려해 설계

1. MVC 패턴 기반 아키텍처 설계

프로젝트는 Separation of Concerns 원칙에 따라 3개의 클래스로 구조화

GameManager (Controller): 게임 로직, 네트워크 통신, 턴 관리를 총괄
- Role enum으로 서버/클라이언트 역할 구분
- isMyTurn 플래그를 통한 턴 기반 상태 관리
- 게임 루프의 핵심 흐름 제어
Board (Model): 15×15 게임 보드 상태 관리
- vector<vector<char>> 자료구조로 2차원 보드 표현
- 경계 검사와 중복 배치 검증 로직 캡슐화
- 불변성 보장을 위한 const 메서드 설계
Display (View): Windows Console API 기반 렌더링
- SetConsoleCursorPosition()으로 특정 좌표에 직접 출력
- 색상 변경으로 흑돌/백돌 구분
- 부분 렌더링 최적화로 깜빡임 최소화

2. TCP 소켓 프로그래밍

SFML Network 모듈을 활용한 블로킹 소켓 방식으로 연결이 확정된 후 게임을 시작

서버-클라이언트 연결 수립

서버 모드:
- TcpListener로 지정 포트에서 연결 요청 대기
- 클라이언트 연결 시 TcpSocket 객체 생성
- 연결 성공 시 상대방 IP 주소 출력
클라이언트 모드:
- 사용자가 입력한 IP 주소로 서버 접속
- 연결 실패 시 에러 메시지와 함께 종료

3. 패킷 기반 데이터 직렬화

SFML의 Packet 클래스를 사용하여 구조화된 데이터 전송

게임 수 전송

Packet packet;
packet << currentRow << currentCol;  // 좌표 직렬화
socket.send(packet);                 // 전송

operator<<를 통한 자동 직렬화 (Endianness 자동 처리)
정수 2개(행, 열)를 하나의 패킷으로 묶어 전송
원자적(atomic) 전송 보장

상대방 수 수신

Packet packet;
socket.receive(packet);              // 블로킹 수신
int row, col;
packet >> row >> col;                // 역직렬화

데이터가 도착할 때까지 대기
operator>>로 순서대로 데이터 추출

4. 턴 기반 동기화 메커니즘

두 플레이어 간의 턴을 동기화하기 위해 State Machine 패턴을 적용

턴 관리 흐름

[내 턴] → 돌 배치 → 좌표 전송 → isMyTurn = false
                                    ↓
[상대 턴] ← 좌표 수신 ← 대기 ← isMyTurn = false
     ↓
승리 판정 → 턴 전환 → isMyTurn = true

내 턴 처리:

if (isMyTurn) {
    handleInput();           // 비블로킹 키 입력
    placeStone();            // 돌 배치 + 전송
    isMyTurn = false;        // 턴 종료
}

상대 턴 처리:

else {
    waitForOpponent();       // 블로킹 수신
    isMyTurn = true;         // 턴 획득
}

동기화 전략:

서버는 isMyTurn = true로 시작 (선공 보장)
클라이언트는 isMyTurn = false로 시작 (후공 보장)
돌 배치 후 즉시 턴을 넘겨 데드락 방지
그래서 네트워크 지연이 있어도 턴 순서는 절대 뒤바뀌지 않음

5. 승리 판정

오목의 승리 조건(5개 연속)을 효율적으로 검증하기 위해 방향 벡터 기반 탐색. 전체 보드 탐색하지 않고, 마지막에 놓은 돌 위치에서 4방향 × 최대 8칸 = 32회 비교 검사.

6. 재대결 동기화

게임 종료 후 양측의 재대결 의사를 동기화하기 위한 양방향 핸드셰이크 프로토콜. 양측 동의 확인 후 재시작.

전송 → 수신 순서를 양측에서 동일하게 유지해서 양측이 모두 수신 대기하면서 발생 가능한 교착 상태를 방지
수신 실패 시엔 재대결 거부로 간주하고 상대방이 연결을 끊었을 때 무한 대기 방지

7. 입력 처리

사용자 입력과 네트워크 통신을 Polling 방식으로 처리.

게임 루프 구조

while (!isBattleEnded) {
    if (isMyTurn) {
        // 키 입력 확인 (비블로킹)
        if (currentRow != prevRow || currentCol != prevCol) {
            updateScreen();  // 변경된 경우에만 렌더링
        }
        handleInput();
    } else {
        waitForOpponent();  // 블로킹 수신
        updateScreen();
    }
    Sleep(100);  // 100ms 폴링 주기
}

8. 렌더링

콘솔 환경에서 GUI 같은 사용자 경험을 제공하기 위해 Windows API를 활용해 실시간 화면 업데이트. 커서 위치가 변경된 경우에만 화면을 업데이트하고, 전체 화면을 다시 그리는 대신 변경된 셀만 업데이트함으로 화면 깜박임을 방지.

설치 및 실행

설치 방법

리포지토리 클론

git clone https://github.com/Sarahhan-one/Omok.git
cd Omok

SFML 설정
- SFML 다운로드 (Visual C++ 버전)
- 프로젝트 속성 설정:
  - C/C++ → 추가 포함 디렉터리: SFML/include
  - 링커 → 추가 라이브러리 디렉터리: SFML/lib
  - 링커 → 추가 종속성: sfml-network.lib 추가
빌드 및 실행
- Omok.sln 열기
- 디버그나 실행

게임 시작

서버:

프로그램 실행 → 'S' 입력 → 포트 53000에서 대기

클라이언트:

프로그램 실행 → 'C' 입력 → 서버 IP 입력 (로컬: 127.0.0.1)

Sarahhan-one/Omok