[UE4/UE5][网络]虚幻引擎的网络框架（虚幻的复制系统）

Multiplayer in Unreal Engine: How to Understand Network Replication - YouTube

[UE4/UE5][C++] 虚幻引擎框架或者虚幻运行原理 - 知乎 (zhihu.com)

replicate的基本概念

游戏服务器维护了绝对权威的世界状态。当游戏服务器的世界的状态改变，游戏服务器会把改变的状态传给每个客户端游戏的世界。这个过程称之为replicate（复制）。虚幻的复制系统让我们很容易开发出网络游戏，而不必去关注任何网络细节。你只要说我想要这个property replicate（复制）一下，然后它就可以被传输到客户端。

netmode（world的网络模式）

netmode是world的property之一。

netmode包含以下4个重要成员，NM_Standalone, NM_DedicatedServer, NM_ClientSever, NM_Client。

关于netmode的灵魂三问

这个游戏可以玩吗？

我们的gameinstance有一个localplayer吗？我们可以处理这个Player的input，并把世界渲染到viewport吗？

我们是一个服务器吗？换句话说，我们是否有最权威的世界副本，是否有gamemode这个actor？如果我们是服务器，我们是否对远程连接请求开放？其他的Player能加入，并扮演客户端？

这些问题的答案决定你的游戏的netmode。如下表格。

在我之前的一片文章中说过，engine的loadmap会去寻找一个url，这个url可以使本地的，也可以使远程的。

如果你的游戏已经连接了一个远程服务器，你的world就是NM_Client网络模式。所以你的world只能按照服务器的world来更新。

如果你的游戏本地加载世界，你的world就是NM_Standalone网络模式。因此你的游戏既是服务器也是客户端。你的游戏在本地运行，且不对任何外部请求开放。

但是如果你在本地运行，但是有监听选项，那么你的world就是listen sever网络模式。这个基本就是个NM_Standalone网络模式，但是别的本地游戏实例依然能作为客户端访问。

如果你的游戏实例是dedicate server网络模式，这个游戏实例既没有localplayer，也没有viewport。这只是一个服务器端的应用，玩家可以作为服务端连接。

虚幻复制系统基础

为了让虚幻复制系统有效运行，这三个类非常重要。UNetDriver，UNetConnection，UChannel。

无论客户端还是服务器都有GameEngine，而每个GameEngine都有自己的GameNetDriver。当server启动时，gameengine创建UNetDriver，UNetDriver开始监听远程连接请求。当客户端启动时，game engine同样创建UNetDriver，UNetDriver开始向服务器发送连接请求。一旦连接建立，server就会建立一个UNetConnection来维护连接。server会为每个客户端游戏建立一个UNetConnection。但是客户端只有一个UNetConnection来维护自己与服务器的连接。

每个UnetConnection有非常多的Channel，VoiceChannel，ActorChannel。

actor同步

如果你需要一个actor通过网络保持连接，你就需要设置bReplicates为TRUE。然后用IsNotRelevantFor来检测这个actor属于哪个player，然后通过netconnection中的actorchannel来交换信息。

如果服务器生成了一个actor，然后服务器会通知client要复制自己的actor。如果这个actor在服务器上被删除，客户端同样也会被删除。同样的，每个actor可能也有replicated properties, 这个property给我的感觉就是成员变量。如果actor的property被标记了replicated，那么如果服务器上的property改变，客户端的property也会随之改变。

例子

在你自定义的actor比如weapon设置bReplicates = true，这个bReplicates = true，就意味着如果服务器创建了这个weapon，那么这个actor就会把这个weapon副本给客户端。

AWeapon::AWeapon()
{
    bReplicates = true;
}

在使用这个weapon的Character类里，设置UPROPERTY(ReplicatedUsing=OnRepXXX)。并重写GetLifetimeReplicatedProps。被标注的OverlappingWeapon在服务器如果发生改变，服务器就会传给客户端。但是on_RepXXX这里只会在客户端执行。On_RepXXX实际上是一个接收到服务器replicate后需要执行的函数，replicate过程是单向的，所以On_RepXXX只能再客户端执行。

class BLASTER_API ABlasterCharacter : public ACharacter
{
	UPROPERTY(ReplicatedUsing = OnRep_OverlappingWeapon)
	class AWeapon* OverlappingWeapon;

	UFUNCTION()
	void OnRep_OverlappingWeapon();

	virtual void GetLifetimeReplicatedProps(TArray<FLifetimeProperty>& OutLifetimeProps) const override;

};

实现GetLifetimeReplicatedProps，这里也是设置replicate条件的地方。

void ABlasterCharacter::GetLifetimeReplicatedProps(TArray<FLifetimeProperty>& OutLifetimeProps) const
{
	Super::GetLifetimeReplicatedProps(OutLifetimeProps);

	DOREPLIFETIME(ABlasterCharacter, OverlappingWeapon);
        DOREPLIFETIME_CONDITION(ABlasterCharacter, OverlappingWeapon, COND_OwnerOnly);//只对拥有者replicate
}

这里的OverlappingWeapon是一个指针，当它从null变为不是null的时候，就会触发客户端执行OnRep_OverlappingWeapon这个函数。UMG永远不会同步，Do you also play as a client when using listen server? - Programming & Scripting / Blueprint - Epic Developer Community Forums (unrealengine.com)。

如何在蓝图设置replicated？

Property Replication | Unreal Engine Documentation

ownership（所有权）

所有权对于actor的replication也很重要。但是ownership同样可以在runtime时设置。

playerController的ownership

playerController的所有权很重要。基本上，每个网络连接都代表着一个player。一旦这个player完全进入游戏，那个这个网络连接同样和playerController相连接。从服务器的角度来说，这个网络连接拥有这个playerController。除此之外，这个网络连接可以拥有这个playerController所拥有的所有actor。打个比方，如果你的游戏一个人物扔了个手榴弹，服务器可以追踪到这个手榴弹是你游戏人物扔的，并复制给其他所有的玩家。

相关性

并不是所有的actor都需要复制给每个客户端。所以我们这里需要设置相关性。但是有的actor就是对于所有的客户端都复制。比如下面这个。

但是有些actor只对于一个客户端有相关性，所以这个actor只会复制给这个客户端。比如PlayerController这个actor只对自己的客户端有相关性，也只会复制给自己的客户端。

相关性还能被网络距离决定，如果一个actor没有设置相关性，但是如果你离一个actor过“近”的化，它也是和你有相关性。

更新频率和优先级

更新频率和优先级直接决定了服务器给相关客户端发送更新的频率。NetUpdateFrequency直接决定了服务器要多久check一下客户端的actor，并给他发送新的更新数据。但是网络延迟和网络带宽同样也是重要影响因素，所以玩游戏时常常会卡成ppt。服务器的netdriver会根据网络带宽和actor的优先级来决定放弃哪些数据的传播。优先级并不是固定的，比如离服务器近的actor就会有高优先级，很长时间没有更新的就有高优先级。但是同样的，你也可以手动设置这些actor的优先级。

RPC (remote procedure calls)

如果你把一个方法设计为多播。当你在服务器上调用一个函数时，服务器将要发送信息让每个客户端调用同样的方法。多播RPC不能用于复制永久数据给所有客户端。

可靠RPC和不可靠RPC

这个就是TCP和UDP的区别。

RPC代码编写

RPCs | Unreal Engine Documentation

这个大致过程就是，我的客户端在服务器上的地图捡到一个武器，但是捡到这个武器，并赋与客户端玩家这个函数需要在服务器上执行。在捡到武器的时候，客户端向服务器发送一个rpc请求，让服务器执行这个函数。在上面那个actor同步例子中，我们把weapon的bReplicate设置为了true，说明了这个weapon只能由服务器创建，然后replicate给客户端，所以当我们捡到这个武器时，事实上是在服务器上执行了将这个武器的owner设置为我的客户端，并replicate其他客户端。注意这个函数实现的命名形式，加了一个Implementation。

UFUNCTION(Server, Reliable)
void ServerEquip();

void ABlasterCharacter::ServerEquip_Implementation()
{
	
}

Replicated Properties vs RPCs

Replicated Properties vs RPCs - Programming & Scripting / Multiplayer & Networking - Epic Developer Community Forums (unrealengine.com)

replicated properties同样和网络相关。尽管replicated properties可能发生延时，比如和你的pawn相关性没有了，但是一旦条件达成，最终会把property复制给你的pawn。可参见视频里的例子，那个例子视频里举得很好。

Local role和Remote role

这个代码时获取local role和remote role

	/** Returns how much control the local machine has over this actor. */
	UFUNCTION(BlueprintCallable, Category=Networking)
	ENetRole GetLocalRole() const { return Role; }

	/** Returns how much control the remote machine has over this actor. */
	UFUNCTION(BlueprintCallable, Category=Networking)
	ENetRole GetRemoteRole() const;

Standalone local

这个是在standalone模式下，本地机器对这个可爱的小人的权限。这里拥有绝对的权限。

路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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