游戲同步機制

在多人對戰(zhàn)的游戲中，游戲的每一方客戶端需要保持每一個時刻大家的數(shù)據(jù)是一致的，常見的同步方式分為幀同步和狀態(tài)同步，幀同步服務(wù)器不需要知道游戲邏輯，只是將客戶端的操作進行轉(zhuǎn)發(fā)，然后客戶端自己計算邏輯，狀態(tài)同步是服務(wù)器計算游戲邏輯，并將角色狀態(tài)返回給客戶端，客戶端直接使用服務(wù)器返回的狀態(tài)即可。常見的RTS,Moba一般是幀同步，mmorpg一般是狀態(tài)同步。

幀同步的概念

總所周知，游戲是一幀一幀渲染在屏幕上的，我們一般稱之為渲染幀，渲染幀是不穩(wěn)定的，如果一幀計算的東西太多或者畫面太復(fù)雜，這一幀的時間可能會比較長，同一款游戲在不同的CPU,顯卡上，渲染幀也是不盡相同的。而幀同步的幀是指邏輯幀，非渲染幀。我們以2臺手機為例，他們需要同步，意味著他們的數(shù)據(jù)是一致的，如何保證他們數(shù)據(jù)一致呢，保證它們的起始狀態(tài)是一致的，執(zhí)行操作的時間是一致的，執(zhí)行的操作是一致的，那么2臺機器的結(jié)果一定是一致的。假如我們將游戲固定為1秒20個邏輯幀，即每50ms執(zhí)行一次邏輯幀，2臺手機都將在第5幀的時候執(zhí)行A的移動操作，都將在第12幀的時候執(zhí)行B的攻擊操作，這樣2臺手機無時無刻不保持著一致，這就是幀同步的概念。

幀同步的準(zhǔn)備工作

在做幀同步之前，需要頭腦清晰的知道所有的游戲邏輯都需要拆成每個邏輯幀去執(zhí)行，例如計算傷害，生命恢復(fù)等，這些都是在每一個邏輯幀去做的事情。游戲按照你的邏輯幀，不停的計算著數(shù)據(jù)，這樣游戲就按邏輯幀走起來了，至于渲染到屏幕上，渲染30幀還是60幀，跟你的數(shù)據(jù)運算沒有關(guān)系。

帶關(guān)鍵幀的幀同步實現(xiàn)流程

1. 設(shè)定游戲的邏輯幀率和關(guān)鍵幀率，在這我們假定游戲1s執(zhí)行20個邏輯幀，每5幀是一個關(guān)鍵幀。
2. 服務(wù)器1s向客戶端廣播所有的關(guān)鍵幀，在這，服務(wù)器每1s向客戶端廣播4次關(guān)鍵幀，每次廣播內(nèi)容為上一個關(guān)鍵幀到這一個關(guān)鍵幀之間玩家的所有操作，例如A在第7幀要執(zhí)行移動命令。
3. 客戶端收到服務(wù)器廣播的關(guān)鍵幀后，開始執(zhí)行所有的幀操作，例如A在第7幀要執(zhí)行移動命令。如果這段時間沒有任何操作，意味著這段時間玩家沒有操作。游戲每一幀都要執(zhí)行正常的游戲邏輯，該回血的回血，該攻擊的攻擊，跟關(guān)鍵幀是否攜帶操作信息沒有關(guān)系，只要收到關(guān)鍵幀，則一直執(zhí)行到當(dāng)前收到的最大關(guān)鍵幀為止。
4. 客戶端的每次操作不會立即生效，而是上傳給服務(wù)器，客戶端執(zhí)行操作的時間都收到服務(wù)器發(fā)送的為準(zhǔn)，服務(wù)器保證的是所有客戶端都以同一幀執(zhí)行該操作。

流程圖如下：

幀同步流程圖

細節(jié)相關(guān)

1. unity的Update是渲染幀的每一幀，請勿將邏輯直接寫在Update里，一次Upadte可能會跑好幾次邏輯幀，也可能一次都不跑，但是可以用Update去調(diào)用邏輯幀的Update，需要自行判斷當(dāng)前時候可執(zhí)行邏輯幀，以及應(yīng)該執(zhí)行幾次。
2. 客戶端上傳操作的時候，加上預(yù)計該操作執(zhí)行的幀，因為客戶端的幀比服務(wù)器的慢，加上網(wǎng)絡(luò)延遲的原因，客戶端實際執(zhí)行該操作以服務(wù)器校驗后的為準(zhǔn)，比如A在第5幀做了移動操作，我們傳給服務(wù)器的是預(yù)計第10幀進行移動操作，如果服務(wù)器收到該條命令的時候，還沒有向客戶端廣播過第10幀的內(nèi)容，無需額外設(shè)置，如果服務(wù)器收到該條命令的時候已經(jīng)廣播過第10幀的內(nèi)容，則需要將操作的幀自動往后順延到下一次的關(guān)鍵幀內(nèi)。
3. 拋棄掉浮點數(shù)，因為浮點數(shù)的運算跟CPU相關(guān)，不同設(shè)備計算出的浮點數(shù)會有誤差，任何誤差對幀同步都是大忌，可以自己實現(xiàn)一套浮點數(shù)，最簡單的就是存成long類型，通過倍數(shù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，1000代表浮點數(shù)的1，0.001用1表示，自己按這套規(guī)則去運算就可以了。
4. 隨機數(shù)也可以自己實現(xiàn)一套，利用相同的種子，隨機數(shù)就是一樣的，這個也是在幀同步中必須保證的。