刻

幾乎所有的遊戲（包括Minecraft）都由一個大的程式循環驅動，遊戲內的計算遵照循環執行，按照固定的順序依次被呼叫。當程式執行了一次循環，這個程式就進行了一次滴答（Tick），而計量滴答次數的單位就是刻（Tick）。在大多數情況下，刻不僅可以代表滴答的次數，也可以代表滴答本身。

遊戲刻與計算速率

Minecraft的絕大多數計算邏輯都在一個遊戲循環內執行，執行一次這個循環就被稱為執行了一次遊戲刻（Game Tick），作為單位時縮寫為gt。

由於遊戲不能時刻都在計算而消耗資源，所以遊戲刻執行一次後執行緒會進行休眠，等待下一次執行，從而維持一秒內遊戲刻的執行次數相等且均勻。通常每秒最多執行20次遊戲刻，即從這一遊戲刻開始執行到下一遊戲刻執行的時間間隔為0.05秒。如果這次遊戲刻計算時間小於兩個遊戲刻的時間間隔，則會進行休眠直到下一遊戲刻的執行。在Java版中，每秒最多執行遊戲刻的次數可用/tick rate修改，從而縮短或延長兩個遊戲刻開始執行的時間間隔。

在實際執行中，遊戲刻計算的平均時間被稱為每刻毫秒數（Milliseconds per Tick，MSPT），用於衡量遊戲計算的負載。每秒具體執行了多少次遊戲刻被稱為每秒刻數（Ticks per Second，TPS），用於衡量遊戲執行的真正速率。同時，每秒最多執行多少次遊戲刻也被稱為最大TPS。在未使用/tick rate修改時，遊戲的正常TPS為20，MSPT不超過50。

當MSPT小於或等於遊戲刻時間間隔時，遊戲能夠以最大TPS速率執行。但當遊戲刻內計算量太大時，MSPT上升導致超過遊戲刻時間間隔，TPS就不能維持在最大TPS速率，而維持在¹⁰⁰⁰⁄_mspt，此時遊戲的執行速度就會減慢，又稱掉刻。在Java版中，若一個遊戲刻的執行時間超過了1秒，且距離上次警告已經超過10秒加100個遊戲刻，伺服器端就會輸出日誌Can't keep up! Is the server overloaded? Running <執行時間>ms or <延遲遊戲刻數> ticks behind警告計算發生了卡頓。

在Java版中的單人模式或多人遊戲主機的除錯畫面內，MSPT和遊戲刻時間間隔位於左上區域，開啟幀生成時間圖表（F3 + 2）也可以查看目前的TPS。

遊戲刻在用戶端和伺服器端上都存在。伺服器端的遊戲刻主要負責遊戲的計算邏輯，而用戶端遊戲刻主要和繪製有關。

遊戲刻流程

在每個遊戲刻中，各個模組的計算都按照固定的順序依次呼叫。下面的遊戲刻流程中，只考慮伺服器端的遊戲刻流程。

Java版

Java版中，伺服器端分為集成伺服器端和獨立伺服器端。集成伺服器端內建在用戶端內，會受到用戶端的影響，而獨立伺服器端的執行狀態基本不會受到用戶端連接的影響。

集成伺服器端的流程如下：

• 檢查遊戲是否被暫停。當暫停時，遊戲自動儲存。
• 當遊戲暫停時，且集成伺服器端正以區域網路聯機伺服器執行，則對所有玩家統計世界開啟時間。
• 若遊戲恢復執行，對所有玩家進行強制時間同步。
• 執行伺服器端邏輯。
• 更新用戶端控制的顯示距離和模擬距離。

集成伺服器端和獨立伺服器端都擁有同樣的伺服器端邏輯。下文中帶有藍色星號標記（*）的流程在伺服器端使用/tick freeze凍結時忽略執行。

• 更新遊戲刻計數器。遊戲刻計數器與世界時間無關，用於記錄伺服器從啟動到現在執行了多少遊戲刻。
• 若遊戲被/tick freeze凍結，並使用/tick step步進時，計算剩餘的步進次數。
• 關閉與用戶端的網路自動傳送隊列的刷新。
• *若遊戲被重載，執行帶有load標籤的函數。
• *執行帶有tick標籤的函數。
• 遍歷所有維度，進行每個維度的計算。預設處理順序為主世界、終界、地獄：
  • 每經過20個遊戲刻，與這個維度中的玩家同步這個維度的時間。
  • 執行維度遊戲刻邏輯。
    • 若維度遊戲刻邏輯內產生異常，則立刻崩潰。
• 檢查用戶端連接，刪除已經關閉的連接，刷新傳送隊列，解析來自玩家用戶端的網路包（包括玩家的各種動作，但處理這些動作不在此階段），計算網路使用情況。
  • 絕大多數玩家的實體計算任務在此階段完成。
• 每600遊戲刻向所有玩家傳送更新延遲網路包。
• 若伺服器GUI存在，更新伺服器GUI。
• 對所有玩家傳送正在等待傳送的區塊網路包，並開啟與玩家用戶端的網路自動傳送隊列刷新。
• 嘗試自動儲存。兩次自動儲存的時間不小於100遊戲刻。當遊戲正在快進時，兩次自動儲存間隔為300×TPS，否則兩次自動儲存間隔為300×最大TPS。
• 執行處理隊列中的事件，包括來自玩家用戶端的各種互動網路包。

每個維度執行遊戲刻的流程如下：

• *世界邊界範圍更新。
• *計算天氣循環，更新降雨和暴風雨計時器。若降雨和暴風雨的程度發生變化，向維度內的玩家傳送世界事件網路包。
• 玩家睡眠邏輯。當維度內所有玩家入睡時，將時間調整到下一個日出，若在降雨則重設天氣循環。
• 更新內部光照等級乘數，與目前時間和降雨、暴風雨有關。
• *更新時間。
• *若為非除錯維度，則執行計劃刻邏輯。先執行方塊計劃刻，再執行流體計劃刻，每個遊戲刻最多處理65536個方塊計劃刻和65536個流體計劃刻。
• *更新維度內的突襲事件，清除已經結束的突襲事件。
• 計算維度內的區塊資料。
  • *刪除已經逾時的計算標籤，更新計算標籤，計算目前所有已載入區塊的計算等級。
  • 計算需要執行區塊刻的區塊，並打亂區塊執行區塊刻的順序。
  • *計算生物上限等生成資料。
  • *執行每個區塊的區塊刻。
  • *執行計劃週期生成。
  • 更新各個玩家追蹤的區塊，並以網路包傳送到玩家用戶端。
  • 刷新區塊的興趣點資料，卸載不需要的區塊。
• *計算方塊事件，並將方塊事件資料傳送到玩家用戶端。
• 若維度內有玩家或強制載入區塊，則重設閒置逾時。
• 若閒置逾時小於300遊戲刻，則執行實體和方塊計算邏輯：
  • *計算終界龍戰鬥資料。
  • 遍歷維度內的所有實體，進行實體計算。對於玩家騎乘的實體，/tick freeze對它們沒有作用：
    • 遍歷順序由一個遊戲內不可見的實體ID決定，實體按照ID從小到大進行遍歷。從伺服器啟動開始，ID被初始化為0，每載入一個實體此ID自增1，即此ID代表了實體的載入順序。對於同一個實體，若它未被卸載，那麼實體ID不變，直到被卸載為止。
    • 刪除已被標記清除的實體。
    • 若server.properties內的spawn-npcs為false，刪除所有村民和流浪商人。如果spawn-animals為false，刪除所有動物和水生動物。
    • *檢查清除條件，清除滿足條件的實體。
    • *對於強載入區塊內的實體，檢查騎乘情況並使失去坐騎的實體停止騎乘，並進行它們自身的實體計算。
      • 玩家的部分實體計算也會在此階段被計算，如伏守者生成資料。
  • *計算維度內的方塊實體邏輯。
• 載入區塊內未載入的實體，卸載不需要的實體，更新各個玩家追蹤的實體，並以網路包傳送到玩家用戶端。

區塊刻

在遊戲刻計算流程中，遊戲會以一個區塊為單位進行一次遊戲刻計算，而這次計算被稱為區塊刻。在Java版中，載入等級為實體計算等級，且區塊中心距離玩家128格（水平距離）以內^{[失效：JE 1.21.5]}載入等級為實體計算等級^{[新增：JE 1.21.5]}的區塊才可以執行區塊刻，在遊戲凍結時區塊刻全部停止計算；在基岩版中，每個遊戲刻內，所有載入的區塊都得到區塊刻處理。

在Java版中，每個區塊執行區塊刻的執行順序如下，帶有橙色星號標記（*）的流程僅可在計算等級小於等於32的區塊內執行。^{[失效：JE 1.21.5]}

• 增加區塊時間。
• 執行週期生成。
• *若目前為暴風雨，執行暴風雨相關邏輯。
  • 每個遊戲刻，若遊戲規則doMobSpawning為true，每個區塊都有¹⁄₁₀₀₀₀₀的機率產生閃電，並計算落點位置（受到避雷針影響），若落點沒有降雨則閃電無法生成。
  • 在成功生成閃電的同時，若閃電沒有落到避雷針上，則有區域難易度×1%的機率生成骷髏陷阱。
• *若正在降雨，執行雨雪相關邏輯。
  • 每個遊戲刻，每個區塊會嘗試隨機刻速率次雨雪邏輯，但只有¹⁄₄₈的機率可以執行。
  • 每次雨雪邏輯都會在區塊內隨機找到一個水平位置，並計算這個水平位置上的最高的阻止運動的方塊（含水方塊和流體也被視為阻止運動）。
    • 若該方塊是水，且滿足結冰條件，將水替換為冰。
    • 計算此處是否降雪和是否能積雪，若滿足條件積雪則增加一層雪。
    • 若該方塊是鍋釜，計算鍋釜收集水和粉雪的邏輯。在降雨時鍋釜接收到區塊刻有5%的機率使水位上升一級，在降雪時有10%的機率收集一層粉雪。
• *當隨機刻速率大於0時，執行每個子區塊內的隨機刻。

在Java版中，區塊刻的執行順序如下：^{[新增：JE 1.21.5]}

1. 以隨機順序，遍歷所有滿足區塊刻條件、載入等級為實體計算等級、且區塊中心距離玩家128格（水平距離）以內的區塊。
   1. 增加區塊時間。
   2. 若目前為暴風雨，且此區塊為強載入區塊，執行暴風雨相關邏輯。
      • 每個區塊刻，若遊戲規則doMobSpawning為true，每個區塊都有¹⁄₁₀₀₀₀₀的機率產生閃電，並計算落點位置（受到避雷針影響），若落點沒有降雨則閃電無法生成。
      • 在成功生成閃電的同時，若閃電沒有落到避雷針上，則有區域難易度×1%的機率生成骷髏陷阱。
   3. 如果此區塊位於世界邊界內，執行週期生成。
2. 遍歷所有滿足區塊刻條件的區塊。
   1. 若正在降雨，執行雨雪相關邏輯。
      • 每個遊戲刻，每個區塊會嘗試隨機刻速率次雨雪邏輯，但只有¹⁄₄₈的機率可以執行。
      • 每次雨雪邏輯都會在區塊內隨機找到一個水平位置，並計算這個水平位置上的最高的阻止運動的方塊（含水方塊和流體也被視為阻止運動）。
        • 若該方塊是水，且滿足結冰條件，將水替換為冰。
        • 計算此處是否降雪和是否能積雪，若滿足條件積雪則增加一層雪。
        • 若該方塊是鍋釜，計算鍋釜收集水和粉雪的邏輯。在降雨時鍋釜接收到區塊刻有5%的機率使水位上升一級，在降雪時有10%的機率收集一層粉雪。
   2. 當隨機刻速率大於0時，執行每個子區塊內的隨機刻。

隨機刻

隨機刻的範圍，以草在泥土上的生長傳播所示。草是服從區塊邊界分布，說明隨機刻按子區塊為單位計算。中間的紅色和藍色箭頭分別標記+X和+Z方向。玩家位於區塊的(7,7)位置，略微面朝區塊的西北角，這意味著-X和-Z方向邊緣上兩個區塊的中心納入了128方塊的半徑內，從而得到區塊刻處理。正北方和正西方邊緣的兩個一區塊面積的草突出證實了這一點。（以上為北）

在區塊刻的執行過程中，區塊會在其中選取幾個方塊進行計算，這種計算被稱為隨機刻（Random Tick）。隨機刻由隨機刻速率，即遊戲規則randomTickSpeed控制。

在Java版中，隨機刻在每個子區塊內進行，每個子區塊隨機選取隨機刻速率個方塊執行隨機刻。預設情況下，隨機刻速率為3，即每個子區塊在其中選取3個方塊執行隨機刻。由於隨機刻為隨機選取，每個方塊被選中執行隨機刻的時間間隔隨機。兩次隨機刻時間間隔的中位數為47.30秒（946.03遊戲刻），平均數為68.27秒（1365.33遊戲刻）。也就是說時間間隔有50%的機率短於47.30秒，有50%的機率長於47.30秒。不過，有時候這個時間間隔會長得多或短得多：比如，時間間隔有1.38%的機率會比一秒還短，且有1.23%的機率比五分鐘還長。

在基岩版中，隨機刻在每個區塊內進行，每個區塊隨機選取2.5×子區塊數量×隨機刻速率個方塊執行隨機刻。預設情況下，隨機刻速率為1。

一次隨機刻中方塊可被選取多次，從而在方塊上同時產生多次隨機刻。

絕大多數方塊不會回應隨機刻，回應隨機刻的方塊使用隨機刻計算下列事件：

• 各種植物（農作物、樹苗等）使用隨機刻控制生長、傳播、枯萎和摧毀。
• 銅類方塊的氧化。
• 熔岩點燃周圍的方塊，火的生成和蔓延。
• 耕地的濕潤程度更新，草地和菌絲的蔓延和退化。
• 冰和雪的融化。
• 地獄傳送門方塊生成殭屍化豬布林。
• 海龜蛋破裂和孵化。
• 發光的紅石礦熄滅。
• 營火冒出煙霧。
• 紫水晶芽床長出紫水晶晶簇。
• 鐘乳石填充正下方的鍋釜。

計劃刻

一些方塊的行為可能不會在本遊戲刻立刻執行，而是延後到之後的遊戲刻執行。這種情況下，方塊向遊戲請求一個計劃在指定遊戲刻後執行的任務，而規劃請求的這項計劃任務被稱為計劃刻（Scheduled Tick）。

在Java版中，計劃刻分為兩種，分別為方塊計劃刻和流體計劃刻。計劃刻的執行順序取決於它的優先權，優先值越小，它的執行時間在一個遊戲刻中越靠前。通常的計劃刻優先權為0，對於紅石比較器和紅石中繼器，其狀態切換時的優先權更高。當中繼器狀態切換時指向其他比較器或中繼器的側面或後面（即輸入端），則具有最高優先權-3；當中繼器本身正在熄滅時，優先權為-2；當中繼器正在亮起，或比較器狀態切換且指向其他比較器或中繼器的側面或後面時，優先權為-1。

在Java版中，每個遊戲刻內至多處理65536個計劃刻。在基岩版中，每個遊戲刻內，每一個區塊至多處理100個計劃刻。

若一個遊戲刻內的計劃刻數量超過了最大處理計劃刻數，那麼超出的計劃刻將延後至下一遊戲刻處理（即「計劃刻堆積」^{[需要更多資訊]}）。

紅石刻

紅石刻（Redstone Tick），常縮寫為rt，是紅石系統的時間單位，它代表兩個遊戲刻。

在Java版中，紅石刻並不存在於真正的遊戲流程中，因為紅石系統本質是方塊更新和計劃刻計算。定義紅石刻的目的是為了更好解釋紅石系統的執行和便於交流，因為絕大多數紅石元件都以兩個遊戲刻作為基礎時間單位，有時也並不需要精準到遊戲刻級別的時序分析。

在基岩版中，紅石刻真實存在於遊戲中，紅石系統每2遊戲刻啟動一次，計算並更新紅石系統。如增刪紅石元件、依賴變動（如可能被充能的紅石導體，被比較器檢測的容器）和紅石訊號在元件間的流動等。有時透過將並發執行緒啟動的那1遊戲刻稱為「紅石刻」，反之稱為「非紅石刻」來區分並發執行緒是否啟動的遊戲刻。

• 遊戲源碼中，紅石系統的工作頻率（以遊戲刻為基準單位）被硬編碼為2。但實際上可以透過特殊手段強制改動，以此來調整紅石刻的工作頻率。

歷史

Java版
1.20.2			23w31a				現在區塊刻處理時露天方塊檢查天氣更新的頻率受遊戲規則randomTickSpeed影響。
Java版（即將到來）
1.21.5			25w06a				現在區塊刻不再要求距離玩家128格以內，並修改了區塊刻的執行順序與邏輯。
			25w09a				現在區塊刻要求區塊載入等級為實體計算等級而非方塊計算等級。