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。