UE网络同步(一) —— 一个项目入门UE网络同步之概念解释

最近在学习UE网络同步，发现了一个非常好的教程，并且附带了项目文件，这里从这个小项目入手，理解UE的网络同步

教程链接：https://www.youtube.com/watch?v=JOJP0CvpB8w
项目链接：https://github.com/awforsythe/Repsi/

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项目目标

首先明确下这个项目要实现什么目标，多人游戏，射击命中场景中的小球，小球会变成玩家角色对应的颜色。

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网络模式

单人游戏的只需要考虑客户端的实现，而多人游戏在UE中有两种网络模式，一种是ListenServer，玩家的主机作为监听服务器，接收来自其他玩家的连接，而另一种是DedicatedServer，单独的服务器供所有玩家连接。

这里我们采用 DedicatedServer，其相较于ListenServer的好处是我们可以指在服务器端处理逻辑，而在客户端只用渲染和接收玩家输入，可以防作弊，减少客户端的处理逻辑。

可以在编辑器的下方进行选项的配置

而服务端和客户端是通过如下方式连接起来的，服务端和客户端皆有
UGameEngine -> UNetDriver，而UNetDriver下对于服务端持有对多个对客户端的连接，而每个客户端持有对一个服务端的连接，

而对于一个客户端和服务端之间的连接，其持有多个Channel对应多个要同步的对象

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Actor复制

设置 Actor 的 bReplicates = true 它会在对应的 Player 连接的 Channels 中加入对应的 UActorChannel，那么客户端和服务端就会利用这个Channel来交换对应Actor的信息。

也可以在运行时设置

而 Actor 本身的生命周期由服务端控制，那么当服务端生成了一个要同步的Actor，该Actor会复制到客户端，如果服务端删除了一个 Actor，对应的客户端也要删除相应的 Actor。

而对于 Actor 属性来说，如果服务端修改了属性，那么修改后的属性会同步到客户端。C++中需要在 UPROPERTY 中加入 REPLICATED 同时在 GetLifetimeReplicateProps 增加对应实现

当然我们也可以有选择地去设置属性的复制，比如下面是跳过拥有该属性的所有权的客户端

有时候我们客户端同步属性的时候，可能不止是做简单的复制，我们可以使用 RepNotify 在复制的时候做一些其他的操作。

上面这种只会在客户端调用，我们想要在服务端也执行该函数的话，可以在服务端的执行流程中加入该函数的调用

对于 Actor 还有一个 Relevancy 属性，相关性决定了 Actor 会被复制到哪些客户端，

比如有一些 Actor（比如GameState、PlayerState）就是和所有客户端同步的，它们的 bAlwaysRelevant = true

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RPC

远程过程调用(RPC) 是在本地调用但在其他机器上远程执行函数，在C++中我们可以在 UFUNCTION 中添加对应关键字就能将函数声明为RPC，可选项有：

• Server —— 表示在服务器上执行
• Client —— 表示在特定客户端上执行
• NetMulticast —— 表示在所有客户端上执行

C++中的函数定义后面要加上 _Implementation 后缀。

需要注意就算是 Multicast 也需要考虑相关性，Actor 都不被这些客户端持有，当然也不能在这些客户端上调用RPC

RPC可以设置为 可靠的和非可靠的，非可靠的可以减少带宽，但可能会导致RPC丢失或者数据到达顺序不被保证，而可靠的RPC保证到达，且在同一个Actor内RPC到达顺序与调用顺序一致

Server RPC 函数声明可以在UFUNCTION 中加上 WithValidation，同时添加后缀为 _Validate 的实现，用于检测客户端传递过来的数据是否是合法的，可用于作弊检查，如果返回 false 会把客户端踢出游戏。

Server RPC 也是客户端向服务端传输数据的唯一方式。RPC会立即发送，所以适用于高优先级的网络代码，比如角色类中通过RPC传输位置。

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所有权

客户端的连接拥有 Controller(每个客户端有其对应的一个Controller，也不会持有其他客户端Controller的副本)，而Controller拥有PlayerState，我们可以看作连接也拥有 PlayerState，当然Controller也会拥有处理的Apawn，Apawn可能会持有Aweapon，通过所有权的设置，我们可以得到一个Actor是被哪个Player拥有(一个树形关系)

所有权(Ownership)也会影响 Relevance，比如下面这个 Actor 的所有者是 P0，且设置 bOnlyRelevantToOwner = true 那么该Actor不会被同步到未具有其所有权的客户端。

且可以通过 Owner 关系从拥有者传递相关性到被拥有者，要设置 bNetUseOwnerRelevancy=true

如果一个Actor没有设置拥有者，那么客户端未拥有这个Actor，那么默认的行为如下：

• 如果 Actor 被隐藏且其根组件的碰撞被关闭，它不会被认为是相关的
• 否则相关性基于与玩家的距离，如果小于设置的网络剔除距离，则被认为是与该Player相关的
  
  当然我们也可以在 Actor 中自定义 IsNetRelevantFor 的逻辑

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Authority & Role

一个 Actor 在不同的机器上可能有不同的 Role，比如 玩家0 的机器上的角色对象本身的 Role 是 ROLE_AutonomousProxy 在服务端是 ROLE_Authority 而在其他玩家的机器上是 ROLE_SimulateProxy

我们可以根据 Role 来决定 Actor 在不同机器上的执行流程（如果是GameInstance是NM_Client且这个actor是由客户端产生，那么该Actor在产生它的客户端上的ROLE也是 Authority）而如果 GameInstance是NM_Client而这个actor由服务端产生，那么actor在这个客户端上的ROLE是非 Authority

具体地一些Actor在不同机器上的情况可以看下表

不同的Pawn在不同机器上的 IsLocallyControlled() 是不同的

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一些tips

我们引入了网络同步无疑会影响我们代码的复杂性

比如单机情况下 APawn 的代码组织结构如下

而在引入网络的情况下，服务端和客户端的代码结构是不一样的，要复杂了很多

不同的Actor会位于不同的机器上(服务端 or 客户端)

我们要根据不同对Actor的不同需求，赋予他们对应的所有权，以让他们可以在不同机器上实现