游戏同步技术介绍

在客户端——服务端架构中,无论是用什么样的同步方法,都始终遵循如下的一个过程:某个客户端向服务端发送一条消息,服务器收到后稍作处理,把它广播给所需的客户端。所传递的消息可以是角色的位置、血量这样的状态值,也可以是“向前走”这样的指令值。前者称之为状态同步,后者称之为指令同步。

状态同步传输的数据量大、传输频率低、主要逻辑在服务器(服务器运算压力大)、网络要求一般。帧同步传输数据量小,传输频率高,主要逻辑在客户端(服务器压力小)、网络要求高。

直接状态同步的瞬移问题

假如客户端每0.5秒发送一个位置信息,其他客户端若直接对应角色的位置信息,就会产生瞬移的效果。为了解决这个问题,引出了跟随算法和预测算法。

  • 跟随算法。客户端不直接将角色拉到目的地,而是让角色以一定的速度移动。这样做的问题是客户端之间有一定的误差。
  • 预测算法。为了减少误差,可以让角色提前走到某个预测的位置上去。

指令同步的误差积累问题

指令同步的基本思想是,相同的时间+相同的输入=相同的输出。因此,如果要有随机元素,需要使用相同的随机种子,该随机种子一般是从服务器获取。

由于网络坏境和客户端计算能力的不同,在收到指令之后,虽然执行的是相同的逻辑,但执行的速度可能不一致,导致客户端看到的内容有所不同。并且,这种误差是可以积累的。

同步帧

为了保证所有客户端的表现一致,在发送指令的时候附带时间信息,客户端根据指令的时间信息去修正更新的计算方式,使所有的客户端表现一致。这里,定义了“帧”的概念,来表示时间。同步帧,我的理解是,在某个时间内,必须执行完所有所有的指令。

区分各个客户端

在一个多人的游戏内,一个指令可能会触发多次,这时候服务器需要判断一下,只转发其中一个,不然会出现多次触发的问题。

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