帧同步和状态同步

实时游戏发展迅猛，同步技术也逐渐成为解决方案的核心之一。 本文简单讨论了帧同步和状态同步。

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帧同步

什么是帧同步：帧同步常被RTS(即时战略)游戏常采用。在游戏中同步的是玩家的操作指令，操作指令包含当前的帧索引。一般的流程是客户端上传操作到服务器， 服务器收到后并不计算游戏行为， 而是转发到所有客户端。这里最重要的概念就是 相同的输入 + 相同的时机 = 相同的输出。

实现帧同步的流程一般是：

1. 同步随机数种子。(一般游戏中都设计随机数的使用， 通过同步随机数种子，可以保持随机数一致性)

2. 客户端上传操作指令。(指令包括游戏操作和当前帧索引)

3. 服务器广播所有客户端的操作。(如果没有操作， 也要广播空指令来驱动游戏帧前进)。

因为帧同步的特性， 我们可以很方便的做出战斗回放：服务器记录所有操作， 客户端请求到操作文件再执行一次即可。

帧同步的特性导致客户端的逻辑实现和表现实现必须完全分离。Unity中的一些方法接口(如 Invoke， Update、动画系统等)是不可靠的，所有要自己实现一套物理引擎、数学库，做到逻辑和表现分离。 这样即使Unity的渲染是不同步的，但是逻辑跑出来是同步的。

我曾经参与过一个飞机类弹幕游戏的项目，它的同步方案就是帧同步， 可以完美的播放回放， 并实现服务器上加速验算。

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状态同步

什么是状态同步：同步的是游戏中的各种状态。一般的流程是客户端上传操作到服务器，服务器收到后计算游戏行为的结果，然后以广播的方式下发游戏中各种状态，客户端收到状态后再根据状态显示内容。状态同步最广泛的应用应该是在回合制游戏中。

状态同步其实是一种不严谨的同步。它的思想中，不同玩家屏幕上的表现的一致性并不是重要指标， 只要每次操作的结果相同即可。所以状态同步对网络延迟的要求并不高。像玩RPG游戏，200-300ms的延迟也可以接受。 但是在RTS游戏中，50ms的延迟也会很受伤。
举个移动的例子，在状态同步中， 客户端甲上操作要求从A点移动到B点，但在客户端乙上， 甲对象从A移动到C，然后从C点移动到了B。这是因为， 客户端乙收到A的移动状态时， 已经经过了一个延迟。这个过程中，需要客户端乙本地做一些平滑的处理，最终达到移动到B点的结果。

所以国产RPG游戏中，动画的特效一般做的比较绚丽(大)， 攻击的时候给人感觉是击中了。放技能之前一般也有一个动画前摇，同时将攻击请求提交给服务器。等服务器结果返回时，动画也播放完毕了，之后就是统一的伤害效果和结算。

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状态同步和帧同步的比较和选择：

比较：

	状态同步	帧同步
流量	相对高	相对低
回放	记录文件大	记录文件小
安全性	服务器实现逻辑，安全性高	逻辑在客户端，反外挂压力大、无法避免开图挂
服务器压力	大	小
战斗校验	协议加密，内存混肴，误差校验，无法彻底解决。	服务器可以重启跑一遍战斗。
网络卡顿的表现	瞬移，回位，莫名掉血	战斗卡顿
实现	调优状态同步方式，客户端需要做插值处理。	客户端按照单机方式开发，保证逻辑层和表现层分离。逻辑层不要用到浮点数，不要用不确定顺序的逻辑结构。对于物理引擎和浮点数计算要不能使用Unity的。

选择：对于单位比较多的即时策略游戏，帧同步是很好的选择。反过来，如果玩家比较多，状态同步更合适，安全性更高。

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