Paper & Purpur Server-Optimierung: Tick-Loop-Analyse und TPS-Stabilisierung

Minecraft-Server stoßen bei steigenden Spielerzahlen unweigerlich an Grenzen, wenn die Serversoftware in der Standardkonfiguration belassen wird. Ein einzelner Spiel-Tick verfügt über ein Zeitbudget von exakt 50 Millisekunden. Überschreiten die Berechnungen für Entitäten, Block-Ticks und Chunk-I/O diese Zeitspanne, verringert sich die Tickrate (TPS) von idealen 20,0 auf Werte darunter. Die Folge sind desynchronisierte Trefferabfragen, verlangsamte Redstone-Schaltungen und Teleport-Rücksetzer.

Dieser Leitfaden führt Sie durch eine datengestützte Optimierungsstrategie für Paper und Purpur unter Minecraft 1.20 und 1.21.

1. Systematische Ursachenforschung mit Spark

Bevor Parameter verändert werden, muss Klarheit über die tatsächlichen Rechenzeitfresser herrschen. Das Werkzeug der Wahl ist der Spark-Profiler. Ein fünfminütiger Profiling-Lauf während hoher Spielerlast liefert ein statistisch belastbares CPU-Sampling:

/spark sampler --timeout 300

Der ausgegebene Web-Link führt zu einem interaktiven Call-Tree. Achten Sie auf folgende Indikatoren:

• MinecraftServer#tickServer: Sollte mindestens 80 % der Gesamtlaufzeit ausmachen.
• ServerLevel#tick: Zeigt den Anteil einzelner Welten.
• Entity#tick: Wenn Entitäten mehr als 35 % der Tickzeit beanspruchen, müssen Entitäts-Limits und Aktivierungsradien angepasst werden.
• ChunkMap#tick / Chunk-Loading: Beansprucht das Laden von Chunks mehr als 15 %, liegt das Problem an Churn-Bewegungen unvorbereiteter Welten.

2. Entkopplung von Sicht- und Simulationsweite

Seit Minecraft 1.18 trennt die Server-Engine die visuelle Renderdistanz von der tatsächlichen Simulationsdistanz. Dies ist der wirkungsvollste Hebel zur Schonung des Haupt-Threads:

# server.properties
view-distance=10
simulation-distance=5

Bei einer Simulationsdistanz von 5 Chunks berechnet der Server lediglich einen Radius von 5 Chunks um jeden Spieler (eine Fläche von 11x11 = 121 Chunks pro Einzelspieler). Die visuelle Distanz von 10 Chunks wird asynchron vom No-Tick-System an den Client gestreamt, ohne dass dort Berechnungen für KI, Mobs oder Flüssigkeiten anfallen. Gegenüber einer veralteten kombinierten Distanz von 10 Chunks (21x21 = 441 Chunks) sinkt die CPU-Belastung um mehr als 65 %.

3. Feinabstimmung der Entity-Activation-Range in paper-world-defaults.yml

Die Entitäts-Aktivierungsreichweite legt fest, in welcher Distanz zum Spieler Mobs vollwertige Verhaltens-Ticks ausführen. Befinden sich Tiere oder Monster außerhalb dieses Radius, pausieren ihre Pfadfindungsalgorithmen:

# config/paper-world-defaults.yml
entities:
  activation-range:
    animals: 16
    monsters: 24
    raiders: 32
    misc: 8
    water: 8
    villagers: 16
    flying-monsters: 32
    wake-up-inactive:
      animals-max-per-tick: 4
      animals-every: 1200
      animals-for: 100
      monsters-max-per-tick: 8
      monsters-every: 400
      monsters-for: 100
      villagers-max-per-tick: 4
      villagers-every: 600
      villagers-for: 100
    tick-inactive-villagers: false
    ignore-spectators: true

Kritische Schalter

• tick-inactive-villagers: false: Verhindert, dass Dorfbewohner in Farmen oder Handelshallen dauerhaft CPU-Zyklen beanspruchen, wenn kein Spieler in deren unmittelbarer Interaktionszone steht.
• wake-up-inactive: Lässt inaktive Mobs in kontrollierten Intervallen kurz erwachen, um Nahrungsaufnahmen oder despawn-Relevanz zu prüfen, statt sie unkontrolliert zu belasten.

4. Purpur-Spezifische Hebel für Hochlast-Server

Purpur baut auf Paper auf und stellt zusätzliche Performance-Flags bereit, die in vanilla-kompatibler Weise extreme Spitzen glätten:

# config/purpur.yml
settings:
  use-alternate-keepalive: true
world-settings:
  default:
    gameplay-mechanics:
      entities:
        villager:
          lobotomize:
            enabled: true
            check-interval: 60
        zombie:
          aggressive-towards-villager-when-lagging: false
    mobs:
      villager:
        brain-ticks: 2
      iron_golem:
        can-swim: false

• villager.lobotomize.enabled: true: Wenn ein Dorfbewohner in einem 1x1-Block gefangen ist (typisch für Trading-Hallen), wird seine Pfadfindungs-KI vollständig eingefroren. Er handelt weiterhin normal, verbraucht jedoch null Millisekunden Pfadfindungszeit.
• use-alternate-keepalive: true: Sendet KeepAlive-Pakete im Ping-Pong-Verfahren über Netty. Dadurch fliegen Spieler bei kurzen Tick-Verzögerungen nicht mit Timeout-Meldungen vom Server.

5. Chunk-Vorabgenerierung mit Chunky

Das dynamische Erzeugen neuer Chunks durch den World-Generator (Terrain, Biome, Höhlen, Features) ist die rechenintensivste Operation in Minecraft. Tritt dies während des Spielbetriebs auf, bricht die TPS-Rate ein.

Die Lösung ist eine vollständige Vorabgenerierung aller Welten vor dem offiziellen Serverstart:

1. Weltgrenze definieren (z. B. Radius 5.000 Blöcke):

   /worldborder set 10000
   

2. Chunky-Auftrag starten:

   /chunky world world
   /chunky shape circle
   /chunky radius 5000
   /chunky start
   

Durch die Vorabgenerierung liegen alle Chunks unkomprimiert im Region-Format (r.x.z.mca) vor. Der Server muss beim Erkunden lediglich sequenziell von der NVMe-SSD lesen, anstatt komplexe Simplex-Noise-Algorithmen zu berechnen.

6. Trichter- und Redstone-Optimierung in paper-world-defaults.yml

Große Sortieranlagen und automatisierte Farmen erzeugen durch permanente Block-Updates und Inventar-Überprüfungen erhebliche CPU-Last. Ein Trichter ohne Item-Transfer prüft standardmäßig jeden Tick (alle 50 Millisekunden), ob oberhalb aufsammelbare Items liegen oder Ziel-Container frei sind.

Passen Sie die Trichter-Parameter in paper-world-defaults.yml gezielt an:

# config/paper-world-defaults.yml
hopper:
  cooldown-when-full: true
  disable-move-event: true
  ignore-occluding-blocks: true

• cooldown-when-full: true: Versetzt volle Trichter in einen Ruhemodus, anstatt jeden Tick vergebens Transfer-Versuche auszuführen.
• disable-move-event: true: Unterdrückt das Feuern des InventoryMoveItemEvent, wenn keine Plugins (wie ChestShop) auf Trichter-Transfers lauschen müssen. Dies spart pro Transfer mehrere Methodenaufrufe im Event-Bus.
• ignore-occluding-blocks: true: Trichter prüfen nicht mehr nach oben durch solide Blöcke, ob ein aufsammelbares Item existiert, was unnötige Bounding-Box-Kollisionstests eliminiert.

Mit dieser abgestimmten Konfiguration bleibt die Tick-Dauer (MSPT) selbst bei 80 gleichzeitigen Spielern stabil unter 35 Millisekunden.