others-帧同步lockstep

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游戏举例

帧同步

不随着单位增加流量、天然支持回放、强一致

  • 王者荣耀
  • Dota, 基于魔兽争霸3
  • 风暴英雄

状态同步

（因为无法观察整个世界）的第一人称用状态同步会非常合适

  • Dota2
  • 全民超神

帧同步的重难点

主要参考:

1. 主循环 频率调成一致

首先一定要把各客户端的核心逻辑的同步频率保持一致。如果你的频率不一样，比如用Unity的函数，每一帧运行时间间隔不一样，如果这个不一样的话会带来非常多的问题，基本上是不可能算出一样的结果，首先第一步就把这个频率调成一样的。

2. 随机数

我们几乎不能使用Unity自带的随机数，因为我们知道我们通常使用的是伪随机数，我们为了保证在各客户端的随机数是一样的，需要做哪些工作。首先需要把初始化的种子要同步，它们是一样。然后还要保证在各个客户端上，随机数调用的次数是一样.

为什么不能使用Unity提供的随机数，因为这个随机数可能会被一些粒子系统，一些别的内部系统去调用，我们是没有办法控制这些调用的次数的，所以，我们需要实现一个自己的随机数，来保证他的调用次数。

3. 定点数

硬件架构不一样，或者用不同的编译器编译我们的代码，能不能保证浮点数是一样的结果，应该是可以，但是基本没有看到哪家厂商有这样实现过，为了做到这一点需要做非常多额外的工作，可能需要针对不同的CPU，然后不同的编译器来优化我们的代码，还要做一些额外的工作，才能保证算出来的结果是一样。我们通常还是用定点数来算。

客户端必须保证对网络帧操作的运算过程和结果一致，然而不同系统平台对浮点数的处理有差别，即便差别甚微，也会造成“蝴蝶效应”，导致不同步现象出现。绝大多数情况下，只需要对游戏对象方位进行定点数改造即可。而Unity3D并非开源游戏引擎，无法对底层transform的position和rotation进行修改。因此，逻辑层计算时需要使用到自定义以定点数为基础的position和rotation，并在每次循环结束之前，将自定义的方位逻辑计算之后所得信息转化Unity3D transform，以便Unity3D更新表现层。使用Unity3D的协同功能Coroutine以及WaitForEndOfFrame()可满足上述需求，即在逻辑层计算完成后，在Unity3D渲染之前更新底层transform的position和rotation。

对于计算的不确定性，我们也有一些小的隐患，就是我们用到了Physics.Raycast来检测地面和围墙，让人物可以上下坡，走楼梯等高低不平的路，也可以有形状不规则的墙。这里会获得一个浮点数的位置，可能会导致不确定性，这里，我们用了数值截断等方式，尽量规避，经过反复测试，没有出现过不一致。但是这种方式，毕竟在逻辑上，存在隐患，更好的方式，是实现一套基于定点数的raycast机制，我们人力有限，就没时间精力去做了。这块有篇文章讲得更细致一些，大家可以参看：
帧同步：浮点精度测试 - https://zhuanlan.zhihu.com/p/30422277

4. 变量初始化

使用一些第三方库的话，比如使用一些box2D这种库，使用自己开发的库来做物理运算的时候，还是注意这个问题，可能一些变量没有初始化，那在不同平台上，或者不同编译器编译出来的代码，初始的值是不确定，如果用这个变量去运行一个逻辑的话，很可能就不同步了，而且还很难意识到这个问题。如果脑子里面有这个概念，变量是必须初始化，就能避免这个问题，同时发生问题的时候，也可以往这个方面想一下

5. 遍历的顺序

我们经常用Dictionary这个结构，你用这个结构是有问题，你可能天真地认为，往Dictionary顺序插入一二三四个元素，他是不是按一二三四的顺序去遍历，官方是不能保证的，如果用这个结构，大家可以尝试使用另外一种SortedDictionary这个容器，这个容器有一些开销，如果不频繁插入的话是没有什么问题。

6. 流畅性 - 网络选择

如果你觉得你的游戏对你的实时性要求比较强，还是推荐你用UDP，使用UDP带来什么问题，首先UDP是不可靠的传输协议，可能需要自己去处理一下丢包，还有顺序。通常常用的解决方案就是增加冗余数据，如果一次发包，可以一次带两帧的数据，如果丢包之后，丢了一个包，但是仍然可能还是有额外的一帧供你使用，继续去渲染

7. 逻辑和显示的分离

例如，我们动作切换的逻辑，是基于自己抽象的逻辑帧，而不是基于Animator中一个Clip的播放。比如一个攻击动作，当第10帧的时候，开始出现攻击框，并开始检测和敌人受击框的碰撞，这个时候的第10帧，必须是独立的逻辑，不能依赖于Animator播放的时间，或者AnimatorStateInfo的NormalizedTime等。甚至，当我们不加载角色的模型，一样可以跑战斗的逻辑。如果抽离得好，还可以放到服务器跑，做为战斗的验证程序，王者荣耀就是这样做的。

8. 外挂

  1. 属性外挂

    通常外挂就是修改属性，修改属性的话，如果是使用帧同步的话，修改属性基本上没好说的，虽然是在客户端各自算的，但是由于你的数据并没有说去同步，如果只是简单地把本地的数据给改了，比如把攻击力从10调到一万，去秒杀你，但这没什么用，因为别的客户端攻击力还没有提高，别的客户端看到还是正常，这种时候我们可能需要一个检测，是否本地有一些修改。可能你会会把一个玩家所有的属性做一个Hash，然后去服务器上做一个校验，如果你服务器没有运行这个逻辑，不知道这个值算的对不对，可能需要把别的客户端也发出来做一个仲裁，如果这个人算出来跟其他几个人算出来不一样，那更倾向于认为这个客户端肯定是有问题的。

    修改属性除了刚才说的方法，可以通过一些加密变量的方案，让外挂找不到真实的值在哪里。通常这个效果不是特别好，如果想改的话也是能改，通常还是会去使用一个校验。

  2. 透视外挂

    以前老玩家玩的Dota比较多的，这个外挂还是比较多的，因为在Dota里面视野是非常重要的，由于所有数据都在本地，你的控制这个玩家显不显示，可能只是一个变量的问题，改了这个东西，就可以看到这个东西。但是对于一些其他的游戏可能，就相对来说没有那么重要，还是说看你们的游戏，这个重不重要。如果重要的话，我们会怎么办？可能需要，一些关键数据。虽然帧同步只同步指令，但是应对外挂问题上，关键的数据还是选择去同步。比如你的透视只是一个变量的问题，可能就是一个字节的问题，对你网络的带宽就传输的东西影响是非常小的，但是就可以完全避免这个问题。

  3. 自动操作外挂

    对我们这种类DOTA的MOBA游戏影响不大，能模拟一个玩家的操作表现很困难。但是对《守望先锋》，这种操作外挂就影响非常大，比熟练玩家瞄的准多了，这个没有特别好的方法，如果所做的是一种类DOTA的MOBA游戏，就不需要去关注这种外挂，一因为也不太可能搞出这种外挂，如果做FPS这种游戏还需要关注一下，目前业界没有特别好的解决办法，还是会靠一些发动一些玩家去检测来，用真人来检查，来解决这个问题。