D3D游戏编程系列（四）：自己动手编写即时战略游戏之网络同步
说到网络同步，这真是一个网络游戏的重中之重，一个好的网络同步机制，可以让玩家的用户体验感飙升，至少，我玩过的魔兽争霸在网络同步方面做得非常好，即便是网络状况很不稳定，依然可以保证用户数据不会出现意想不到的问题。
在真正介绍同步这个大块头之前，我还要介绍一点，就是我们用什么样的网络协议，在我们面前，可用也是很广泛的协议无非是tcp和udp，这两个协议有什么区别我就不在此累述了，那么我就直接告诉大家，在游戏中数据包的传递工作尽可能的使用udp协议，为什么呢？因为快速简单，在一个需要高操作的游戏中，网络数据的传输速度是占主导地位的，就算udp协议没有tcp那么可靠，但是我们可以建立一个类似tcp的收发包回应排序机制来确保数据的正确传输，而且如果只是在局域网内的话，丢包率和乱序的情况是非常少见的，所以我们在像即时战略这样需要大量数据传递的游戏中首选udp（包括后面的第一人称射击游戏也是一样）。感兴趣的朋友可以试试使用tcp，那样的话，你的游戏极有可能出现人物瞬移，画面错乱的情况。
什么是网络同步，就是让两个联机的游戏程序里面的数据，所表现出来的画面尽可能的一致（完全一致几乎不可能），因为网络传输的关系，还每个电脑的情况都不尽相同，我们需要做很多协调工作来确保这样的一致，网络同步的办法有很多种，我这里介绍一种，也是我游戏里面用的这一种：帧同步。
什么是帧同步，这个网上的资料非常少，其实帧同步也可以叫做帧锁定，就是两个机子根据当前的帧数来决定是否更新逻辑，当然，两个机子的帧数更新以服务器端为准，举个例子：
客户端：
if(fpscount%5==0)
{
执行收集到的消息()
}
服务端：
if(fpscount%5==0)
{
执行收集到的消息()
}else if((fpscount+2)%5==0)
{
向客户端发送所收集到的消息() //网络传输需要时间，客户端收到命令的时候差不多正是下一个需要执行消息的帧数
}
帧同步大概一个流程就像上面这样，客户端收到命令，并不会立即执行，而是发送给服务端，待到需要执行命令的帧数时，便把从服务端收集到的命令依次执行，而服务端则有一个命令主缓冲列表和一个命令备用缓冲列表，当有命令产生时，如果当前还没有向客户端发送消息，则加入主缓冲列表，否则加入备用缓冲列表，当达到需要执行命令的帧数时，便把备用缓冲列表里的命令添加到主缓冲列表，然后自身清空，就是这样一个一次循环的过程，当用户发出一个命令时，执行会有延迟，但是延迟很小，就是利用这个延迟来保证两个机子数据的同步的。当然，命令的接受我另开了一个线程，并加了锁，这样才能确保数据执行不会出现问题。下面给出实现代码：
if(m_bHost)
{
if((m_FpsCount+2)%5==0)
{
//cout<<"enter Send:"<<m_FpsCount<<endl;
list<sMsg>::iterator it;
m_Lock.Lock();
if((m_FpsCount+2)%20==0)
{
for(int i=0;i<50;i++)
{
if(m_tank[i])
{
if(m_tank[i]->bMove==false)
{
_CreateTankPosMsg(m_tank[i]);
}
}
}
}
m_bBackMsgRecv=true;
sMsg msg;
msg.MsgID=sMsg::RECVMSGCOUNT;
msg.Time=m_MainMsgList.size();
m_Socket.sendto((char*)&msg,sizeof(sMsg),m_szSendIP,m_iSendPort);
//if(msg.Time>0)
//cout<<"Server Start Send Len: "<<msg.Time<<endl;
byte i=0;
//if(msg.Time>0)
//cout<<"Server Start Send:****************"<<endl;
for(it=m_MainMsgList.begin();it!=m_MainMsgList.end();it++)
{
it->SortedID=i++;
// _PrintMsg(&(*it));
m_Socket.sendto((char*)&(*it),sizeof(sMsg),m_szSendIP,m_iSendPort);
}
//if(msg.Time>0)
//cout<<"Server End Send:****************"<<endl;
m_Lock.Unlock();
//cout<<"leave Send:"<<m_FpsCount<<endl;
}else if(m_FpsCount%5==0)
{
//cout<<"enter run:"<<m_FpsCount<<endl;
m_Lock.Lock();
list<sMsg>::iterator it;
// if(m_MainMsgList.size()>0)
// cout<<"Server Start Run:@@@@@@@@@@@@@@@"<<endl;
for(it=m_MainMsgList.begin();it!=m_MainMsgList.end();it++)
{
HandleMessage(&(*it));
// _PrintMsg(&(*it));
}
// if(m_MainMsgList.size()>0)
// cout<<"Server End Run:@@@@@@@@@@@@@@@"<<endl;
m_MainMsgList.clear();
//m_Lock.Unlock();
m_bBackMsgRecv=false;
//m_Lock.Lock();
m_MainMsgList=m_BackMsgList;
m_BackMsgList.clear();
m_Lock.Unlock();
//cout<<"leave run:"<<m_FpsCount<<endl;
}
}else
{
if(m_FpsCount%5==0)
{
if(!m_bSync)
{
return;
}
m_Lock.Lock();
int l=m_MainMsgList.size();
//if(l>0)
// cout<<"Client Start Run:@@@@@@@@@@@@@@@"<<endl;
list<sMsg>::iterator it;
for(it=m_MainMsgList.begin();it!=m_MainMsgList.end();)
{
// if(m_FpsCount>=it->Time)
// {
HandleMessage(&(*it));
// _PrintMsg(&(*it));
// it=m_MainMsgList.erase(it);
// }else
// {
it++;
// }
}
//if(l>0)
//cout<<"Client end Run:@@@@@@@@@@@@@@@"<<endl;
m_MainMsgList.clear();
m_bSync=false;
m_Lock.Unlock();
}else if((m_FpsCount+2)%20==0)
{
for(int i=50;i<100;i++)
{
if(m_tank[i])
{
if(m_tank[i]->bMove==false)
{
_CreateTankPosMsg(m_tank[i]);
}
}
}
}
}
在两个机子运行速度相差比较大的情况下，依然会出现画面的明显不同步，所以，我每过20帧便会把玩家自身的数据更新到对方（客户端玩家的数据更新到服务端，服务端玩家的数据更新到客户端）。命令接受的线程代码如下：
DWORD WINAPI MyWin::RecvMsgThread( LPVOID lp )
{
MyWin* Win=(MyWin*)lp;
while(!Win->m_bStopRecvMsgThread)
{
sMsg msg;
if(Win->m_bHost)
{
Win->m_Socket.recvfrom((char*)&msg,sizeof(msg));
Win->m_Lock.Lock();
if(Win->m_bBackMsgRecv)
{
Win->m_BackMsgList.push_back(msg);
}else
{
Win->m_MainMsgList.push_back(msg);
}
Win->m_Lock.Unlock();
}else
{
sMsg msg;
Win->m_Socket.recvfrom((char*)&msg,sizeof(sMsg));
if(msg.MsgID!=sMsg::RECVMSGCOUNT)
{
continue;
}
int iMsgSize=msg.Time;
// if(msg.Time>0)
// cout<<"Client Start Recv Len: "<<msg.Time<<endl;
Win->m_Lock.Lock();
// if(msg.Time>0)
// cout<<"Client Start Recv: ********************"<<endl;
for(int i=0;i<iMsgSize;i++)
{
Win->m_Socket.recvfrom((char*)&msg,sizeof(sMsg));
Win->m_MainMsgList.push_back(msg);
// Win->_PrintMsg(&msg);
}
// if(msg.Time>0)
// cout<<"Client End Recv: ********************"<<endl;
Win->m_MainMsgList.sort();
Win->m_bSync=true;
Win->m_Lock.Unlock();
}
}
return 0;
}
当然，我写的这个同步机制并不算尽善尽美，还是有很多需要改善的地方，比如命令消息的确认，丢包处理等，这些我会在以后的时间里尽力完善。
好了，一个即时战略游戏核心的几点差不多就介绍到这里了，当然，我有很多地方没有一一介绍到，有兴趣的朋友可以看下源码，这个demo是在命令行状态下利用广播来建立主机，等待玩家加入的。大家有什么建议批评请及时与我分享。
本文有不足之处，还望大家多多指正。