零基础学CocosCreator·第九季-网络游戏同步策略与ESC架构

课程里的版本好像是1.9，目前使用版本为3.8.3

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目录

• 状态同步
• 帧同步
• 帧同步客户端
• 帧同步服务端
• ECS框架概念
• • ECS的解释
  • ECS的特点
  • Entity
  • Component
  • System
  • World
• ECS实现
• • 逻辑帧&渲染帧
• ECS框架使用
• 帧同步&ECS

状态同步

一般游戏的同步策略有两种：状态同步 和帧同步

如下时序图为状态同步

• c1操作从a走到b再走到c，因为不必关注细节所以c1将a走到c这个信息告诉给服务端
• 服务端验证这个操作是否合规，将验证结果告诉回c1
• 同时服务端还将这个信息转发给了c2和c3
• c2网络比较快，立刻收到了这条数据，根据插值模拟，模拟出c1从a走到c的动作（当然如果请求频率够快将a到b和b到c都告诉了c2，那就模拟的更精细）
• c3因为网络较慢，过了很久才收到服务端的数据，此时c1已经做下一个动作了，那c3就会采取一个瞬移或加速的方式模拟c1的移动

优点：

1. 容易断线重连（因为数据都在服务端）
2. 容易防外挂（因为逻辑都在服务端）
3. 简单粗暴（客户端只需获取服务端数据并展示）

缺点：

1. 服务器压力大（需要承担很大的计算量）
2. 流量大（数据均由服务端传送过来）
3. 不同玩家屏幕表现不一样

帧同步

帧同步的计算全部在客户端，服务端只负责做每帧收集操作，合并操作并且转发

那么问题来了，怎么保证所有客户端结果相同？
相同输入 + 相同逻辑 = 相同结果
逻辑层和显示层的分离

• 同一帧，c1想要 移动，c2想要进行攻击，他们将数据都发送给了服务端
• 服务端只进行合并转发，给两个客户端
• c1收到了c1想要移动，c2想要攻击的数据，并进行模拟
• c2同样收到了c1想要移动，c2想要攻击的数据，并进行模拟
• 下一帧中客户端都没有操作，没有数据传给服务端，服务器同样进行发送操作

注意：

• 现代网游用这种模式，当c2掉线了，服务端仍然逐帧执行，c1并没有受到影响
• 而老代网游模式，每一帧客户端都需要给服务端传送数据（没操作也要传），当c2掉线后，服务端发现收不到c2的数据就会锁帧，所有客户端都需要等待，直到再次所有客户端的数据
• 再老代网游，如果有一个客户端网速很慢，客户端就会拉长帧时间去保证每个客户端的帧更新是同步的，会导致网速快的客户端也很慢
  优点：

1. 流量低（所有逻辑都在客户端）
2. 方便做录像功能（直接客户端再次执行运算逻辑即可）
3. 服务器逻辑简化
   缺点：
4. 有可能作弊
5. 需要保证各端运算结果一致性（比如随机数，无限小数等）
6. 实时性要求比较高（帧同步的特点就是每秒同步很多次）
7. 断线重连需要重新跑所有逻辑（可优化）

状态同步和帧同步比较

帧同步客户端

客户端职责：

1. 玩家操作不直接处理，而是发送给服务器
2. 收到服务器一帧数据，模拟一帧
   （？帧同步但是逻辑在服务端）

代码实现在下面👇

帧同步服务端

具体步骤可以看之前的文章

还是再总结一下：

快速开始NodeJs项目 npm init -y

安装TS npm install typescript --save-dev

安装WS npm install ws --save-dev

安装提示 npm install @types/ws --save-dev

生成tsconfig.json tsc --init

安装即时编译 npm install ts-node --save-dev

添加nodemon npm install nodemon --save-dev

服务端职责：

1. 把玩家加入到一局游戏中，下发初始消息
2. 每一帧收集操作，合包转发

代码实现(客户端+服务端)

ECS框架概念

ECS的解释

• E - Entity 实体
• C - Component 组件
• S - System 系统

ECS的特点

• 网络-数据-逻辑-显示层相互独立
• C/S端可以运行同一份逻辑代码，方便验证作弊
  服务端没有creator内api，逻辑显示放在一起的话，服务端跑不了
• 可以方便的进行预测和回退

Entity

• 每个Entity对象都有不同的EntityId
• Component挂在的对象，同种类型的Component只能拥有一个
• 提供Component的增删查和备份

Component

• Component只包含数据，不能拥有逻辑函数
• Component挂载在Entity上
• ComponentId使用不同的位来区分（因为Component操作比较频繁，所以需要使用位运算效率优化）
  位运算

System

• System只拥有逻辑，不能包含数据
• System拥有不同Type,比如逻辑帧System，渲染帧System
• 依靠SystemType来确定执行顺序和每帧执行次数
• onUpdate函数由系统自动触发，不能手动调用

World

• ECS世界的入口，单例
• 驱动System和Update
• 提供Entity的增删查功能
• 使用forEach根据ComponentId组合来遍历Entity

ECS实现

实现代码

逻辑帧&渲染帧

如下图，为一帧执行的内容和不同机器的运行速度

• 我们期望1s内能执行60帧，每一帧执行一个逻辑帧和一个渲染帧，那就需要每一帧耗时不超过16.6ms
• 高性能机器每一帧耗时16ms(8+8)，可以满足1s执行60帧
• 低性能机器每一帧耗时24ms(12+12)，无法满足1s执行60帧，那就会优先执行逻辑帧，不执行渲染帧，去满足1s执行60次逻辑帧，保证高低性能机的逻辑次数一致，以确保执行结果相同

ECS框架使用

实现和使用放在一起了

使用ECS实现一个简单的demo（箭头旋转前进）
实现代码

帧同步&ECS

代码实现