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在編寫網(wǎng)絡游戲的時候，到底使用UDP還是TCP的問題遲早都要面對。
一般來說你會聽到人們這樣說：“除非你正在寫一個動作類游戲，否則你就用TCP吧” 或者是 “你能夠在MMO游戲中用TCP,因為魔獸世界就用的TCP！”
遺憾的是，這些觀點都沒有反映這個問題的復雜性。
背景
首先，說明一下，我之前主要是用TCP進行網(wǎng)絡編程。我曾為一個流行的在線紙牌游戲編寫服務器了好幾年，在高峰期我們的每臺服務器能夠承受4000到10000個連接（同一臺物理機器上有多個服務器進程在跑）都沒有問題。在我來看，TCP是一種安全而且常見的選擇。
盡管如此，我們最新的項目卻是使用UDP協(xié)議，而且我們的項目無法通過任何方式在TCP下工作。事實上，項目一開始使用的TCP，但是后來發(fā)現(xiàn)我們使用TCP無法達到我們需求的連接數(shù)量時，我們只能換成UDP了。
在使用中TCP表現(xiàn)怎么樣呢
從原理上，TCP的優(yōu)勢有：
- 簡單直接的長連接
- 可靠的信息傳輸
- 數(shù)據(jù)包的大小沒有限制
任何一個和TCP打過交道的人都知道，要實現(xiàn)一個穩(wěn)定的TCP網(wǎng)絡連接，需要處理各種隱藏的坑，比如斷線檢測、慢速客戶端響應阻塞數(shù)據(jù)包，對開放連接的各種dos攻擊，阻塞和非阻塞IO模型等等。
除了上面列出的這些問題外，一個好的TCP模塊確實不好編碼實現(xiàn)。
但是，TCP最糟糕的特性是它對阻塞的控制。一般來說，TCP假定丟包是由于網(wǎng)絡帶寬不夠造成的，所以發(fā)生這種情況的時候，TCP就會減少發(fā)包速度。
在3G或WiFi下，一個數(shù)據(jù)包丟失了，你希望的是立馬重發(fā)這個數(shù)據(jù)包，然而TCP的阻塞機制卻完全是采用相反的方式來處理！
而且沒有任何辦法能夠繞過這個機制，因為這是TCP協(xié)議構(gòu)建的基礎。這就是為什么在3G或者WiFi環(huán)境下，ping值能夠上升到1000多毫秒的原因。
為什么不用UDP
UDP相對TCP來說既簡單又困難。
舉個例子來說，UDP是基于數(shù)據(jù)包構(gòu)建，這意味著在某些方面需要你完全顛覆在TCP下的觀念。UDP只使用一個socket進行通信，不像TCP需要為每一個客戶端建立一個socket連接。這些都是UDP非常不錯的地方。
但是，大多數(shù)情況下你需要的僅僅是一些連接的概念罷了，一些基本的包序功能，以及所謂的連接可靠性。可惜的是，這些功能UDP都沒有辦法簡單的提供給你，而你使用TCP卻都可以免費得到。
這也是人們?yōu)槭裁唇?jīng)常推薦TCP的原因。在用TCP的時候你可以不考慮這些問題，直到你需要同步連接的數(shù)量級達到500以上的時候。
所以，是的，UDP沒有提供所有的解決方法，但是就像你看到的那樣，這也正是UDP好用的地方。在某種意義上來說，TCP對UDP就好比是Hibernate和手寫SQL的區(qū)別。
使用TCP失敗的地方
人們經(jīng)常給你建議，讓你去使用TCP，比如“TCP跟UDP一樣快”或者“游戲X用TCP如此成功，所以TCP當然是首選”，然而，他們完全沒有理解為什么在那個特定的游戲中TCP是有效的，為什么UDP不按照順序發(fā)送數(shù)據(jù)包呢？
那么為什么魔獸世界采用TCP呢？首先我們需要解釋這個問題。這個問題其實是“為什么魔獸世界有的時候1000毫秒以上的延遲還能夠運行？”這是TCP的性質(zhì)決定的，在發(fā)生丟包的時候，會產(chǎn)生巨大的延遲，因為TCP首先會去檢測哪些包發(fā)生了丟失，然后重發(fā)所有丟失的包，直到他們都被接收到。
可靠的UDP也是有延遲的，但是由于它是在UDP的基礎之上建立的通信協(xié)議，所以可以通過多種方式來減少延遲，不像TCP，所有的東西都要依賴于TCP協(xié)議本身而無法被更改。
就這一點來講，一些人要開始提到Nagle算法了，實際上它是你在實現(xiàn)任意一個對延遲敏感的TCP模型時首先需要禁止使用的。
那么魔獸世界以及其他的一些游戲是怎么處理延遲問題的呢？
方法也很簡單，他們能夠隱藏掉延遲帶來的影響。
在魔獸世界中，玩家和玩家是無法碰撞的：因為這類碰撞是無法通過一些預測來處理的，但是玩家和環(huán)境之間的碰撞卻是可以通過預測來處理的，所以這里使用TCP是沒有問題的。
我們來看一下魔獸世界的戰(zhàn)斗就會發(fā)現(xiàn)，玩家的攻擊指令發(fā)送給服務器的操作是放在比如“attack_entity(entity_id)”或者”cast_spell(entity_id, spell_id)“的接口中來做的，換句話說，瞄準操作是獨立于進行的。如此一來，一些類似發(fā)起攻擊動作和釋放技能特效就能夠在沒有收到服務器確認的情況下就直接執(zhí)行，比如展現(xiàn)冰凍技能的效果就可以在服務器沒有返回數(shù)據(jù)前在客戶端就做出來。
客戶端直接開始進行計算而不等待服務端確認是一種典型的隱藏延遲的技術(shù)。
幾年前，我為一個叫“Five Card Jazz”的紙牌游戲編寫過客戶端。它使用的是http協(xié)議，它比直接的TCP協(xié)議連接的延遲更加嚴重。
我們用簡單的紙牌繪制和抽牌的動畫來掩蓋延遲的問題，所以延遲的問題只在非常糟糕的連接下才會被看出來。這種方法也非常的典型：發(fā)送請求的同時開始播放牌桌的動畫，一直播放翻動最后一張牌直到接收到了服務端傳回來的數(shù)據(jù)為止。魔獸世界的戰(zhàn)斗特效就是使用類似的原理。
這也意味著，我們到底是使用TCP還是UDP取決于我們能否隱藏延遲。
