UE网络通信(一) 概述

序言

现在市面上，绝大多数的游戏都是网络游戏。客户端和服务器之间通过网络进行通信，同步游戏内的信息。这个系列的文章以Unreal Engine 4.26版本为基础，试图讲解下UE4网络通信的相关功能。

UE4 网络同步概述

UE4网络同步是建立在虚幻对象， Gameplay（游戏玩法）体系之上的。所以在学习UE4网络同步之前，要对虚幻的UObject以及Gameplay体系有个基础的了解。

Gameplay类介绍

简单的讲，UE4在C++的基础上，构建了自己的UObject体系，GamePlay相关的对象都从UObject继承。

最主要的Gameplay对象类是AActor，他是可以被放置到场景（ULevel）中的对象，所有以大些字母A命名的类AXXX都是Actor类。

AActor又由Component构成，所有的Component都从UActorComponent派生而来。

网络通信概述

从宏观层面，UE4的网络层（UNetDriver）会为每个客户端建立相应的连接UNetConnection。

每个连接的同步是以Actor进行组织的。每个Actor有自己独立的UActorChannel负责客户端和服务器之间的通信。基于Actor Channel又有两种不同的同步方法。

1. 属性同步
2. RPC调用

属性同步保证的是最终状态一致。RPC分为可靠的RPC调用和非可靠RPC调用。可靠的RPC调用是保序的。

UE4使用的是UDP协议。为什么不使用TCP呢？因为TCP本身是一个严格保序的单通道协议，某个TCP的报文段的丢失会导致其后续报文段不能及时反馈给应用层。

UDP是数据报协议，利用它我们可以实现多通道。如前面概述所说，UE4为每个Actor构建一个通信通道。某Actor X的通信包的丢失不会影响到其他的Actor。

每个具体通道，又有可靠通信通道和非可靠通信通道。只有可靠通信（可靠RPC调用）保证严格保序。非可靠通信（属性同步和非可靠RPC调用）不要求严格保序，乱序包会被当做丢包处理，只保证最终的状态一致。

Gameplay类 同步设置

从Gameplay的层面来看， Actor上的bReplicates属性是同步的总开关。只有在bReplicates设置为true的情况下，Actor的属性复制，RPC，Component及子UObject的同步才会生效。

此外Actor上还有很多和同步相关的成员变量。从功能层面说，大致分为三类：

1. 同步距离（NetCullDistance）
2. 同步范围（AlwaysRelevant / OnlyRelevantToOwner）
3. 同步频率（NetUpdateFrequency）

其中同步距离和同步范围会引出网络相关性的概念。 某个Actor对于某个客户端连接是可见的或者会影响到该客户端，则认为该Actor和该连接是网络相关的。服务器判断网络相关性的主要依据就是同步范围和同步距离。

1. 如果同步范围是AlwaysRelevant，则同步给所有客户端连接。
2. 如果同步范围是OnlyRelevantToOwner，则只同步给拥有它的客户端连接。
3. 否则，则根据同步距离来界定可见性。

当某个Actor被界定为相关的，在某帧中是否会进行实际的同步仍然受到同步频率和优先级的限制。同步频率比较好理解，优先级的作用主要是在流量被限制的情况下，优先同步优先级高的Actor。优先级低的Actor，在达到流量限制的时候，会放到下一帧同步。

结语

UE4网络通信的第一篇就先介绍到这里。 下一篇介绍网络相关性。