客户端-服务器游戏算法

Question

对于独立游戏，基本的游戏循环是（来源：维基百科）

while( user doesn't exit )
  check for user input
  run AI
  move enemies
  resolve collisions
  draw graphics
  play sounds
end while

但是，如果我开发类似客户端服务器的游戏，例如 Quake、Ragnarock、Trackmania 等，

游戏的客户端和服务器部分的循环/算法是什么？

Answer 1

类似于

客户端：

while( user does not exit )
    check for user input
    send commands to the server
    receive updates about the game from the server
    draw graphics
    play sounds
end

服务器：

while( true )
    check for client commands
    run AI
    move all entities
    resolve collisions
    send updates about the game to the clients
end

Answer 2

客户端：

connect to server
while( user does not exit && connection live)
    check for user input
    send commands to the server
    estimate outcome and update world data with 'best guess'
    draw graphics
    play sounds
    receive updates about the game from the server
    correct any errors in world data
    draw graphics
    play sounds
end

服务器：

while( true )
    check for and handle new player connections
    check for client commands
    sanity check client commands
    run AI
    move all entities
    resolve collisions
    sanity check world data
    send updates about the game to the clients
    handle client disconnects
end

对客户端命令和世界数据进行健全性检查，以消除因故意作弊（移动太快、穿墙等）或滞后（穿过客户端认为打开的门，但服务器知道已关闭，等等）。

为了处理客户端和服务器之间的延迟，客户端必须对接下来会发生的情况做出最佳猜测（使用当前的世界数据和客户端命令） - 然后客户端将必须处理它预测会发生的情况之间的任何差异服务器后来告诉它确实发生了。 通常情况下，这将足够接近，玩家不会注意到差异 - 但如果延迟很大，或者客户端和服务器不同步（例如由于作弊），那么客户端将需要在以下情况下进行突然纠正：它接收从服务器返回的数据。

将这些进程的各个部分拆分为单独的线程以优化响应时间也存在很多问题。

最好的开始方法之一是从拥有活跃模组社区的游戏中获取 SDK - 深入研究其工作原理将为您提供一个关于如何完成它的良好概述。

Answer 3

这确实不是一个简单的问题。 在最基本的层面上，您可以说网络提供的数据与原始循环的 MoveEnemies 部分提供的数据相同。 因此，您可以简单地将循环替换为：

while( user doesn't exit )
  check for user input
  run AI
  send location to server
  get locations from server
  resolve collisions
  draw graphics
  play sounds
end while

但是，您需要考虑延迟，因此您实际上不想通过调用网络来暂停主循环。 为了克服这个问题，网络引擎坐在第二个线程上，尽快从服务器轮询数据并将对象的新位置放入共享内存空间中并不罕见：

while(connectedToNetwork)
    Read player location
    Post player location to server
    Read enemy locations from server
    Post enemy locations into shared memory

那么您的主循环将如下所示：

while( user doesn't exit )
  check for user input
  run AI
  read/write shared memory
  resolve collisions
  draw graphics
  play sounds
end while

此方法的优点是您的游戏循环将尽可能快地运行，但来自服务器的信息只有在完成与服务器之间的完整发布后才会更新。 当然，您现在遇到了跨线程共享对象以及随之而来的锁等乐趣的问题。

在服务器端，循环大致相同，每个玩家有一个连接（通常每个玩家也在一个单独的线程上，这样一个玩家的延迟不会影响其他玩家）对于每个连接，它将运行一个循环，例如

while (PlayerConnected)
    Wait for player to post location
    Place new location in shared memory

当客户端计算机请求敌人的位置时，服务器从共享内存块中读取所有其他玩家的位置并将其发回。

这是一个非常简化的概述，还有更多的调整可以提高性能（例如，服务器将敌人位置发送给客户端而不是客户端请求它们可能是值得的），并且您需要决定在哪里做出某些逻辑决策（客户端是否因为自己拥有最新的位置而决定自己是否被射击，或者服务器停止作弊）

Answer 4

客户端部分基本相同，除了替换

run AI
move enemies
resolve collisions

为

upload client data to server
download server updates

而服务器只是这样做：

while (game is running)
{
    get all clients data
    run AI
    resolve collisions
    udpate all clients
}

Answer 5

您可以使用几乎相同的东西，但大部分逻辑都在服务器上，您可以将计时器、声音、图形和其他 UI 组件放在客户端应用程序上。
任何业务规则（人工智能、动作）都位于服务器端。

Answer 6

一篇非常有用且我认为值得阅读的相关论文是：客户端-服务器架构

我读了它并从中学到了很多东西，得到了很多意义。 通过将游戏分成战略性定义的组件或层，您可以创建更易于维护的架构。 该程序比您所描述的传统线性程序模型更容易编码，并且更健壮。

这个思想过程出现在之前的一篇文章中，内容是关于使用“共享内存”在程序的不同部分之间进行通信，从而克服单线程和逐步游戏逻辑的限制。

您可能会花几个月的时间来研究完美的架构和程序流程，读完一篇论文后就会意识到您找错了方向。

太棒了； 阅读。