状态同步和帧同步
Predictive and Lockstep
状态同步（Predictive）和帧同步（Lockstep）是两种比较常用的网络同步技术，主要用于多人在线游戏中，以确保所有参与者在同一时间看到相同的游戏状态。主要涉及到不同玩家视界之间的互相影响，包括碰撞，技能效果，伤害，移动，属性变化等等。
由于一直学习的是后台的技术，对状态同步了解更多一点，对帧同步了解比较少。这里学习了解一下两种同步机制的原理和使用场景。
状态同步
状态同步是一种不那么实时同步的方式。客户端会预测其他玩家的状态，并在接收到实际的状态后进行校正。这种同步方式容忍其他客户端的网络时延，等待其他玩家的信息同步时可以继续进行计算和渲染。
基本原理和特点
基本原理：
- 状态同步的战斗逻辑在服务端；
- 在状态同步下，客户端更像是一个服务端数据的表现层
- 一般的流程是：
- 客户端上传操作到服务器，
- 服务器收到后计算游戏行为的结果，然后以广播的方式下发游戏中各种状态，
- 客户端收到状态后再根据状态显示内容。
这种实现上，客户端使用RPC协议向服务器发送各种指令，服务器向客户端同步各种角色属性状态等信息。这种设计有几个可能的问题：
- 延迟比较大，需要等待服务器计算好状态。对于客户端可能性能过剩，对于服务器可能压力过大；
- 对象少的游戏，可能造成较大带宽浪费。
应用和案例
典型的使用状态同步的游戏类型有SLG、绝地求生这几类游戏。
SLG
此类游戏有一个大世界地图，且每个地图服务器上有大量玩家，无法使用帧同步，否则会导致巨大的游戏时延。服务器向每个玩家在同步其自身状态的同时，还会同步其视界范围内的信息（全服信息无法完全同步，太多了）。
只同步视野范围内信息的实现可以参考AOI（Area Of Interest），根据玩家位置，维护一个动态的视野列表，视野外的对象会被完全忽略。实现方式有很多，常见的是基于格子的空间划分算法。
PUBG
绝地求生的玩家数量每局有100个人，因此无法进行所有人状态之间的帧同步，会造成很大的延迟。
LOL
LOL为了防止开挂作弊，以及保证玩家游戏体验，使用状态同步的方式开发。玩家局内的属性，技能效果等都由服务端进行计算。
2011年的时候，LOL官方还（很装地）出了一个50000QB悬赏外挂的公告，虽然游戏局内没有bug，但是局外进游戏的时候设置天赋这些出现了bug。再后来，英雄联盟盒子修改皮肤，无限视距篡改客户端，因为英雄联盟客户端游戏局内并没有把这些东西做强限制绑定（不过后面出补丁了，篡改客户端封号）。
帧同步
帧同步（Lockstep）是一种严格同步的方式，LockStep意为锁步。所有客户端在每一帧都必须等待其他客户端的输入，然后再进行计算和渲染。这种方式确保了所有客户端在每一帧都拥有相同的状态。
基本原理和特点
- 帧同步的战斗逻辑在客户端；
- 在帧同步下，通信就比较简单了，服务端只转发操作，不做任何逻辑处理；
- 客户端按照一定的帧速率（理解为逻辑帧，而不是客户端的渲染帧）去上传当前的操作指令，服务端将操作指令广播给所有客户端；
- 当客户端收到指令后执行本地代码，如果输入的指令一致，计算的过程一致，那么计算的结果肯定是一致的，这样就能保证所有客户端的同步，这就是帧同步；
帧同步有几个可能的问题：
- 如果服务器没有验证，完全由客户端处理玩家操作指令的逻辑，很容易设计外挂篡改客户端（加速，透视，修改客户端参数等）；
- 由于每一个逻辑帧需要等待其他客户局端的指令，如果有玩家网络延迟会是的原先的帧锁住（即Lockstep），网络较差的客户端可能会影响其他玩家的游戏体验；
- 不同机器的浮点数精度，随机数值计算不统一，可能造成玩家之间不同步；
应用和案例
Dota
Dota 2使用的是状态同步，但Dota使用的却是帧同步。
对比
- 主要区别在于战斗核心逻辑写在哪里，状态同步的战斗逻辑在服务端，帧同步的战斗逻辑在客户端；
- 状态同步服务器开发复杂，客户端开发简单，帧同步反之；
- 帧同步适合于少量玩家，状态同步则不作要求；
- 帧同步不适合跨平台，状态同步适合，因为状态同步不依赖不同客户端设备需要产生相同的计算结果，因为计算在服务端进行；
网络协议
如果说，我要偷懒点的话，开发上全部选用TCP就可以了。但是TCP的传输有时候需要进行繁琐的确认和重传机制，速度会远远不如UDP；而使用UDP的话，则需要在自己业务层进行数据的确认和重传机制的实现。幸运的是，TCP现在可以选择打开NODELAY选项，大部分情况下网络性能尚可。而且随着现代网络基础设施的健全，大部分人的网络环境很好，没必要搞太复杂的网络设计，引进新的开发负担和运行维护风险。