网络游戏同步：状态同步核心原理剖析

状态同步是做网络游戏必然要掌握的一种服务端/客户端同步技术。什么是状态同步，具体到游戏中是如何实现的，带着这些问题本文将会从以下3个方面給大家详细的剖析状态同步。

对啦！这里有个游戏开发交流小组里面聚集了一帮热爱学习游戏的零基础小白，也有一些正在从事游戏开发的技术大佬，欢迎你来交流学习。

什么样的游戏选择用状态同步

只要是网络游戏，涉及到服务器与客户端同步的游戏，都可以使用状态同步，举几个状态同步的例子,如《魔兽世界》，腾讯《吃鸡》，《自走棋》等大部分的多人在线的网络游戏都是用状态同步来做的，换句话说网络游戏中除了少数人对战(5v5, 10v10)的Moba类,FPS类等会用帧同步以外，其它的都是状态同步。像大型多人同时在线的游戏，只能用状态同步来做。目前主流的网络同步方式是状态同步与帧同步，状态同步可以做任意类型的游戏，帧同步只能做少数几个人在一局同时对战的短时间的网络游戏。一个游戏是否考虑使用状态同步的理由就在于你的游戏

帧同步与状态同步相比,帧同步只同步用户操作，由客户端迭代计算所有的游戏逻辑，更像是做单机游戏,只是有些玩家的输入是来自服务器而已。帧同步在操作手感，玩家的响应时间上,会比状态同步做的更出色。但是也有它的问题，比如防作弊，断线重连需要从头运算一帧帧快速迭代。这就限制了帧同步能做的游戏类型非常有限，不能做大量人同时在线或长时间在线的游戏。比如MMORPG，单服5000人同时在线，这种你做帧同步，客户端要迭代5000个玩家物体的每帧的计算，同时长期在线，比如MMORPG游戏服务已经跑了一个月了，新进来的用户，如

服务器上如何跑游戏逻辑

状态同步的一个核心是把整个游戏的所有数据与逻辑都跑到服务器上。这种咋一听感觉很难,其实也就是像写客户端一样，跑一个update的帧频率来进行迭代(一般1秒15~20次迭代，或者动态调整)。和客户端一样，每个游戏的

public class PlayerEntity {
	
	@Protobuf(order = 1, required = true)
	public StatusComponent statusInfo; // 玩家的状态;
	
	@Protobuf(order = 2, required = true)
	public AccountComponent accountInfo;
	
	@Protobuf(order = 3, required = true)
	public GhostPlayerInfoComponent ghostInfo;
	
	@Protobuf(order = 4, required = true)
	public EquipmentComponent equipmentInfo;
	
	@Protobuf(order = 5, required = true)
	public TransformComponent transformInfo;
	
	// 玩家私密的数据是不必要的;
	@Protobuf(order = 6, required = false)   
	public PrivatePlayerInfoComponent playerInfo;
	
	public AOIComponent aoiComponent;
	public SkillBuffComponent skillBuffComponent;
	
	public AttackComponent attackComponent;
	public ShapeComponent shapeInfo;
	public AStarComponent astarComponent;
	public JoystickComponent joystickComponent;
	
	public PlayerEntity() {
		this.accountInfo = null;
		this.playerInfo = null;
		this.ghostInfo = null;
		this.equipmentInfo = null;
		this.shapeInfo = null;
		this.transformInfo = null;
		this.astarComponent = null;
		this.joystickComponent = null;
		this.attackComponent = null;
		this.skillBuffComponent = null;
		this.statusInfo = null;
	}
	
	
	public static PlayerEntity create(Player p) {
		PlayerEntity entity = new PlayerEntity();
		entity.statusInfo = new StatusComponent();
		entity.statusInfo.state = RoleState.Idle;
		
		entity.accountInfo = new AccountComponent();
		entity.playerInfo = new PrivatePlayerInfoComponent();
		entity.ghostInfo = new GhostPlayerInfoComponent();
		entity.equipmentInfo = new EquipmentComponent();
		entity.shapeInfo = new ShapeComponent();
		entity.transformInfo = new TransformComponent();
		entity.aoiComponent = new AOIComponent();
		
		SkillBuffSystem.InitSkilBuffComponent(entity);
		
		entity.astarComponent = new AStarComponent();
		entity.joystickComponent = new JoystickComponent();
		entity.attackComponent = new AttackComponent();
		
		entity.statusInfo.entityId = p.getId();
		LoginMgr.getInstance().loadAccountComponentFromAccountId(entity.accountInfo, p.getAccountId());
		PlayerMgr.getInstance().loadPlayerEntityFromPlayer(entity, p);
		PlayerMgr.getInstance().loadEquipMentComponentDataFromPlayer(entity.equipmentInfo, p);
		
		entity.shapeInfo.height = 2.0f;
		entity.shapeInfo.R = 0.5f;
		
		
		return entity;
	}
	
}

比如上面的TransformComponent, 描述的就是这个游戏对象在世界中的位置，旋转。

public class TransformComponent {
	@Protobuf(order = 1, required = true)
	public Vector3Component position;
	
	@Protobuf(order = 2, required = true)
	public float eulerAngleY = 0;
	
	
	public TransformComponent clone() {
		TransformComponent t = new TransformComponent();
		t.position = this.position.clone();
		t.eulerAngleY = this.eulerAngleY;
		return t;
	}
	
	public void LookAt(Vector3Component point) {
		Vector3Component src = this.position;
		Vector3Component dir = Vector3Component.sub(point, src);
		float degree = (float)(Math.atan2(dir.z, dir.x) * 180 / Math.PI);
		degree = 360 - degree;
		this.eulerAngleY = degree + 90;
	}
}

当创建一个玩家登录到逻辑服的时候，服务器中的3D世界就会创建一个这样的数据对象。接下来就要尝试让这个对象在游戏世界中跑动交互起来，服务端的地图如何做呢？其实地图数据可以导出为地形高度图(x, y, z)+道路连通数据(哪些是可以行走，哪些不可以行走)。这个对团队的技术积累是有一点要求的。根据游戏不同的类型来做地图编辑器，来采用最合适的技术。同时客户端+服务端都要使用这套，客户端有地图编辑器工具编辑地图的地形+烘焙地图连通数据，能将这些数据按照对应的格式导出給服务端用，服务端使用这些数据利用上面的Update来进行迭代计算(和客户端开发的Update迭代是一样的)。

服务端与客户端如何同步

服务器上架起了游戏地图，在服务端Update的迭代之下，让一个个的玩家数据+NPC数据等在服务端”跑起来”,接下来是如何与客户端同步。状态同步是不是服务器上位置变换了，客户端的位置就要同步一次呢？其实不是或者说不全是，我们会把游戏中的重要变化，描述成”状态变化”。状态同步你记住很重要的一条: 服务端跑服务端的，客户端跑客户端的，每次状态发生变化了，要处理之前先同步。

接下来我们通过具体的例子来解释一下这句话。我们拿客户端在地图上点击p点，然后寻路导航到p点。这个过程来讲解状态同步。

Step1:当客户端玩家A用鼠标或者触摸在地图上点了一下以后，就把目的的地图坐标,和操作事件(类型标识)发送給服务端。

Step4: 服务端走服务端的，迭代玩家A的数据对象在寻路+导航的作用下每次Update更新A的位置。注意，服务端走服务端的,这个过程不会同步給客户端了。

Step5: 客户端收到玩家A要行走到P点的事件，对于A来说状态改变了，先同步，同步数据包中服务器上玩家A的最新状态信息，同步后再做本地寻路导航行走到p点, 客户端跑客户端的。

Step6: 服务端上玩家A走到了目的地，这个时候玩家A的状态变化了，服务端把这个状态事件，发送給对玩家A感兴趣的所有玩家包括A自己。

Step7: 客户端收到玩家A到达目的地的状态事件后，就同步一下数据包中服务端上玩家A的状态信息。

由上面得到的结论就是，行走过程中位置的变化，没有必要同步到客户端，服务端跑服务端的，客户端跑客户端的，只是重要状态变化后,服务端把最新的信息发送給客户端，客户端同步。在上面的例子中，玩家在行走中，玩家又有其它的攻击操作了，那么又是状态变化了，服务端又会在处理这个攻击事件的时候带上最新状态信息，客户端同步状态信息,然后再进行攻击(播放攻击动画，怪物掉血动画)，服务器上也在做攻击,攻击完成后同步最新的状态与血量即可。状态同步的核心就是：处理每种状态和事件之前，先同步，然后再服务端计算服务端的，客户端做客户端的。直到有新的状态出来，先同步，再处理。

好今天的状态同步就分享到这里，关注我们学习更多的网络游戏实战系列教程。