王者荣耀服务端
分享要點(diǎn)
服務(wù)器框架
基本的框架：
框架描述：
- PVP對(duì)戰(zhàn)不分服，信息分區(qū)。微信1區(qū)可與微信2區(qū)一起PVP，ios平臺(tái)可與Android平臺(tái)的玩家一起PVP。保留
分區(qū)的感念，英雄、信息、排位榜、站隊(duì)等是基于區(qū)的概念。
- 房間對(duì)戰(zhàn)系統(tǒng)，在線廣播單元不確定性、廣播數(shù)量很少，需要匹配一臺(tái)房間服務(wù)器讓10個(gè)玩家進(jìn)入一個(gè)服務(wù)器。
- 一般的邏輯就是玩家登陸“大廳服務(wù)器”，然后選擇組隊(duì)或匹配游戲的功能，服務(wù)器會(huì)通知參與的所有游戲客戶端創(chuàng)建一條新的連接到房間服務(wù)上，這樣就能在一個(gè)匹配房間服務(wù)器里進(jìn)行游戲交互。
通信方式
通信方式一般有http和socket兩種方式，http每次通信完成后斷開(kāi)連接，無(wú)法滿足頻繁交互的應(yīng)用，所以游戲一般采用socket方式來(lái)通信。
socket通信：TCP、UDP
TCP與UDP的優(yōu)劣：
基于游戲的功能與場(chǎng)景不同，采用不同的socket通信，王者榮耀是UDP的。
同步方案
王者榮耀使用的是：Lockstep 幀同s
- Lockstep基本原理
幀同步可以說(shuō)是通過(guò)幀率延申過(guò)來(lái)的，一個(gè)游戲看作一個(gè)巨大的狀態(tài)機(jī)，所有游戲玩家都采用同一個(gè)邏輯幀率來(lái)不斷向前推進(jìn)。
如下兩圖：
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圖中是A、B、C三個(gè)玩家的時(shí)間軸，這個(gè)時(shí)間軸不是電腦上的本地時(shí)間，而是A、B、C聯(lián)機(jī)時(shí)定義的一個(gè)時(shí)間軸。虛線分隔出來(lái)時(shí)間片稱為turn，可以理解成一幀。箭頭表示該玩家將自己的操作指令廣播給其他玩家。
我們把一盤(pán)游戲看成一個(gè)大型的狀態(tài)機(jī)，因?yàn)榇蠹彝娴氖峭豢畹挠螒?#xff0c;因此F是相同的，初始狀態(tài)S0也是相同的。在第一個(gè)turn結(jié)束時(shí)，所有玩家都接收到了完全一樣的輸入I，注意這里的I不是一個(gè)值，而是包含了當(dāng)前游戲中所有玩家的操作指令集合。t1時(shí)刻所有玩家的電腦自行計(jì)算結(jié)果。由于F、S0和I是固定的，所以每個(gè)玩家電腦上計(jì)算出的下一個(gè)狀態(tài)S1一定是相同的。
舉個(gè)例子，假設(shè)A、B、C是游戲中3個(gè)互相敵對(duì)的單位，攻擊力都為100。在某一個(gè)turn內(nèi)，A和B都右鍵點(diǎn)擊了C（warcraft這類(lèi)游戲好像都是右鍵普攻），C右鍵點(diǎn)擊了A，這些操作指令都廣播到了其他玩家電腦上，則該turn的輸入為“A攻擊C、B攻擊C、C攻擊A”。那么該turn結(jié)束后，每個(gè)人的電腦都開(kāi)始計(jì)算，且計(jì)算結(jié)果是相同的，即“A損失100生命值，B不變，C損失200生命值”。
通過(guò)上面可以知道：
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- Lockstep執(zhí)行流程
?上圖中我們可以明顯看到，這種囚徒模式的幀同步，在第二幀的時(shí)候，因?yàn)橥婕?有延遲，而導(dǎo)致第二幀的同步時(shí)間發(fā)生延遲，從而導(dǎo)致所有玩家都在等待，出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。
樂(lè)觀鎖&斷線重連：
囚徒模式的幀同步，有一個(gè)致命的缺陷就是，若聯(lián)網(wǎng)的玩家有一個(gè)網(wǎng)速慢了，勢(shì)必會(huì)影響其他玩家的體驗(yàn)，因?yàn)榉?wù)器要等待所有輸入達(dá)到之后再同步到所有的c端。
另外如果中途有人掉線了，游戲就會(huì)無(wú)法繼續(xù)或者掉線玩家無(wú)法重連，因?yàn)樵趪?yán)格的幀同步的情況下，中途加入游戲是從技術(shù)上來(lái)講是非常困難的。因?yàn)槟阒匦逻M(jìn)來(lái)之后，你的初始狀態(tài)和大家不一致，而且你的狀態(tài)信息都是丟失狀態(tài)的，比如，你的等級(jí)，隨機(jī)種子，角色的屬性信息等。
比如玩過(guò)早期的冰封王座都知道，一旦掉線基本這局就廢了，需要重開(kāi)，至于為何沒(méi)有卡頓的現(xiàn)象，因?yàn)槟菚r(shí)都是解決方案都是采用局域網(wǎng)的方式，所以基本是沒(méi)有延遲問(wèn)題的。
后期為了解決這個(gè)問(wèn)題，如今包括王者榮耀，服務(wù)器會(huì)保存玩家當(dāng)場(chǎng)游戲的游戲指令以及狀態(tài)信息，在玩家斷線重連的時(shí)候，能夠恢復(fù)到斷線前的狀態(tài)。
不過(guò)這個(gè)還是無(wú)法解決幀同步的問(wèn)題，因?yàn)閲?yán)格的幀同步，是要等到所有玩家都輸入之后，再去通知廣播client更新，如果A服務(wù)器一直沒(méi)有輸入同步過(guò)來(lái)，大家是要等著的，那么如何解決這個(gè)問(wèn)題？
采用“定時(shí)不等待”的樂(lè)觀方式在每次Interval時(shí)鐘發(fā)生時(shí)固定將操作廣播給所有用戶，不依賴具體每個(gè)玩家是否有操作更新。如此幀率的時(shí)鐘在由服務(wù)器控制，當(dāng)客戶端有操作的時(shí)候及時(shí)的發(fā)送服務(wù)器，然后服務(wù)端每秒鐘20-50次向所有客戶端發(fā)送更新消息。如下圖:
?上圖中，我們看到服務(wù)器不會(huì)再等到搜集完所有用戶輸入再進(jìn)行下一幀，而是按照固定頻率來(lái)同步玩家的輸入信息到每一個(gè)c端，如果有玩家網(wǎng)絡(luò)延遲，服務(wù)器的幀步進(jìn)是不會(huì)等待的，比如上圖中，在第二幀的時(shí)候，玩家A的網(wǎng)速慢，那么他這個(gè)時(shí)候，會(huì)被網(wǎng)速快的玩家給秒了（其他游戲也差不多）。但是網(wǎng)速慢的玩家不會(huì)卡到快的玩家，只會(huì)感覺(jué)自己操作延遲而已。
暴擊同步
我們都知道，王者榮耀中有許多問(wèn)題是與概率相關(guān)的，比如整點(diǎn)時(shí)野怪是隨機(jī)刷新的，出了無(wú)盡之后是有概率暴擊的。那么按照Lockstep同步機(jī)制，計(jì)算都是在每個(gè)玩家自己手機(jī)上完成的，那么在有概率存在的情況下，怎么可能保證每臺(tái)手機(jī)的計(jì)算結(jié)果一致呢？！
這時(shí)使用到偽隨機(jī)數(shù)，我們來(lái)看下面這個(gè)Java程序
大部分編程語(yǔ)言內(nèi)置庫(kù)里的隨機(jī)數(shù)都是利用線性同余發(fā)生器產(chǎn)生的，如果不指定隨機(jī)種子（Random Seed），默認(rèn)以當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間戳作為隨機(jī)種子。一旦指定了隨機(jī)種子，那么產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)序列就是確定的。就是說(shuō)兩臺(tái)電腦采用相同的隨機(jī)種子，第N次隨機(jī)的結(jié)果是一致的。
所以在游戲開(kāi)始前，服務(wù)器為每個(gè)玩家分配一個(gè)隨機(jī)種子，然后同步給client，如此每個(gè)client在計(jì)算每個(gè)角色的技能時(shí)候，就能保證傷害是一致的。這也是多數(shù)幀同步游戲采用的方案，王者榮耀實(shí)現(xiàn)就如此。
例如一個(gè)英雄的暴擊率為30%，對(duì)某個(gè)目標(biāo)持續(xù)普攻，如果隨機(jī)數(shù)序列為12 32 90 25，小于等于30判定暴擊，大于30判定不暴擊，那么每個(gè)玩家電腦的計(jì)算結(jié)果都是暴擊 不暴擊 不暴擊 暴擊。（這里只是舉例說(shuō)明原理，游戲中的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)不一定是這樣）
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注：此文是筆記，寫(xiě)博客方便自己查閱，若不喜，勿噴！
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總結(jié)
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