シンプルなUnityネットワーク同期エンジンを実現

シンプルなUnityネットワーク同期エンジンNetgoを実現
現在、GOLANGは特にネットワークプログラミングの面で大きなトレンドを持っています.c/c++と比較すると、GCは一部の機器性能を占有しているが、エラー確率が小さく、開発効率が大幅に向上し、そのオリジナルサポートのコラボレーションを応用することで、高同時性のサービスエンドプログラムを開発することが容易になる.筆者はVR業界に2年余り接触し、いくつかのビジネスunityネットワークエンジンに接触し、いつも使っているものが時代遅れだと感じ、自分で簡単なエンジンを書いた.現在実装されている基本的な機能:

は部屋のコンセプトをサポートしています.

は、フレーム同期およびRPCを含む柔軟なデータ同期方式をサポートする.

は、カスタムイベントの送信をサポートします.

簡単なdemoも実現しましたが、同期効果は下図を参照してください.後で詳しく説明します.
プロジェクトのアドレス:https://github.com/harlanc/netgo-unity-client次は簡単なプロジェクトの複盤です.
データ通信フォーマット
データ通信フォーマットの定義は、プロジェクト全体の基盤です.ここのクライアントとサービス側は、プラットフォーム間、言語間通信です.そのため、言語に関係なく、プラットフォームに関係なく、簡単で使いやすく、効率的でトラフィックを費やさないデータフォーマットを定義します.ここではGoogleのProtobufを選び、この投稿を参考に詳しく紹介します.
ProtobufのC#コードライブラリには2つの選択肢があります.1つはprotobuf-net、1つはprotobuf-csharp-portです.前者のインタフェースの書き方はC#文法の規範に合っており、より快適に見えます.プラットフォームをまたぐ必要がある場合は、後者を使うことをお勧めします.異なる言語のインタフェースが似ているので、開発が容易になります.原作者の返事を見てみましょう.
protoファイルの定義
protobufをどのように使用するかは、まずprotoファイルを書き、独自の構造化データを定義します.netgoでは、netgoで定義されたメッセージ・ボディの一部を次に示します.

enum CacheOptions{

AddToRoomCache = 0;
RemoveFromRoomCache = 1;
}

message NGVector3{

    float x = 1;
    float y = 2;
    float z = 3;
}

message NGQuaternion{

    float x = 1;
    float y = 2;
    float z = 3;
    float w = 4;
}

message NGColor{

    float r = 1;
    float g = 2;
    float b = 3;
    float a = 4;
}

参照を完全に定義します.
c#とgolang APIインタフェースファイルの生成
ネーミングスペースを更新したら、次のコマンドを実行してAPIファイルを生成します.

golang protoc --go_out=. *.proto

c# protoc --csharp_out=. *.proto

サービス側ネットワークモデル
Unityネットワーク同期エンジンの実装には、サービス側とクライアントの2つの部分が含まれます.NegoはUnityネットワーク同期エンジンのサービス端であり、golangを用いて実現され、その原生的な協程を十分に利用して高同時性を実現している.そのネットワークモデルはgotcpに基づいて実現される.
上図を参照すると、netgoはsocketリンクごとに1つのコヒーレンスを確立し、1つのsocketコヒーレンス内部に3つのコヒーレンスを確立します.

ReadLoopは、ネットワーク側からデータを読み出し、チャネルに格納するために使用される.

HandleLoopは、アプリケーション層のデータを解析し、対応する処理を完了し、処理後のデータをChannelを介してWriteLoopに送信するために使用される.

WriteLoopは、処理結果forwardを他のクライアントまたはresponseに本クライアントに渡す責任を負う.

参照コード:

func (c *Conn) Do() {
    if !c.srv.callback.OnConnect(c) {
    return
}

asyncDo(c.handleLoop, c.srv.waitGroup)
asyncDo(c.readLoop, c.srv.waitGroup)
asyncDo(c.writeLoop, c.srv.waitGroup)
}

クライアントコード構造
APIを書くのは基本的にユーザー向けのプログラミングで、筆者は、はっきりしたコード構造、良い命名方式は大部分の注釈を省くことができて、コードの書く乱れは注釈によって救うことしかできなくて、コード構造は下図を見ます:
ネーミングスペースによって、Library、ネットワーク層とアプリケーション層に分けられる(後でユーザインタフェース層が分けられる).
関連概念
データ同期
ここでの同期とは、1つの部屋のデータの同期であり、1つの部屋にはネットワーク上の複数の端末ユーザーが存在し、各Clientは部屋内の他の人のデータをローカルでCloneし、データの同期とはあなた自身のデータを他のCientの自分のCloneに同期することであり、送信範囲は他のユーザーが受信する.
データの同期は次の2つに分けられます.

View Sync

ViewSyncはミリ秒レベルのデータ同期です.仮想キャラクタアクションの同期に使用できます.

RPC

同期はユーザーによって手動でトリガーされます.交換などの同期に使用できます.
Custom Event
Custom Eventは、同期メッセージを他のすべてのClientエンティティに送信するのではなく、1つまたは複数の指定されたClientに送信します.
インタフェースの紹介
ルーム関連インタフェース
リクエストインタフェース

   //        
   public static void JoinOrCreateRoom(string roomid,uint maxnumber)
   //    
   public static void CreateRoom(string roomid, uint maxnumber)
   //    
   public static void JoinRoom(string roomid)
   //    
   public static void LeaveRoom()

コールバックインタフェース

   //      
    void OnGreatedRoom();
    //      
    void OnGreateRoomFailed(string errmsg);
    //      
    void OnJoinedRoom();
    //      
    void OnJoinRoomFailed();
    //      
    void OnLeftRoom();

Player関連インタフェース

   //       
   public static void Instantiate(string prefabname, Vector3 position, Quaternion rotation, uint[] viewids)
  //          
   void OnOtherPlayerEnteredRoom(NGPlayer player);
   //         
   void OnOtherPlayerLeftRoom(NGPlayer player);

CustomEventインタフェース
リクエストインタフェース

    //    
    public static void SendCustomEvent(uint eventid, uint[] targetpeerids, NGAny[] customdata)
    

コールバックインタフェース

    //    
    void OnCustomEvent(uint eventID, NGAny[] data);

View Sync
ビューの同期には、コンポーネントスクリプトを独自に実装し、シーケンス化逆シーケンス化インタフェースを実装し、物体にマウントする必要があります.

public interface INGSerialize
{
    void SerializeViewComponent(NGViewStream stream);
    void DeserializeViewComponent(NGViewStream stream);
}

public class CubeViewComponent : NGIncomingEvent, INGSerialize
{
    public void SerializeViewComponent(NGViewStream stream)
    {
        stream.Send(this.transform.position);
        stream.Send(this.transform.rotation);
    }
    public void DeserializeViewComponent(NGViewStream stream)
    {
        mCorrentPosition = (NGVector3)stream.Receive();
        mCorrentRotation = (NGQuaternion)stream.Receive();
    }
}

Cloneエンティティは、データの逆シーケンス化を受けた後、Updateでリアルタイムに更新すればよい.

void Update()
{
    if (!view.IsMine)
    {
        transform.position = mCorrentPosition;//Vector3.Lerp(transform.position, mCorrentPosition, Time.deltaTime * 5);
        transform.rotation = mCorrentRotation;//Quaternion.Lerp(transform.rotation, mCorrentRotation, Time.deltaTime * 5);
    }
}

RPC
RPCを使用するには、ビュースクリプトにRPC関数を書く必要があります.

[NGRPCMethod]
public void OnColor(NGAny[] c)
{
    mMat.color = c[0].NgColor;
}

次のインタフェースを呼び出して、RPC呼び出しを他のCloneエンティティに送信します.

public static void SendRPC(uint viewID, string methodname, RPCTarget target, params NGAny[] parameters)

RPC、View Sync、およびCustom Eventの詳細な使用方法については、ソースコードを参照してください.
デモ
サービス・エンドの導入
Cloneコード

git clone https://github.com/netgo-framework/netgo.git

インストール依存

go get -d ./...

リスニングIPの更新
mainを開きます.go

tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", "192.168.0.104:8686")

サービスの開始

 go run main.go

クライアントコンパイルインストール
クライアントはwindows/MacOS/Andorid/IOSマルチプラットフォームをサポートします.以下、AndroidとMacOSでテストします.
IPとポートの構成
Androidプラットフォームの切り替え
コンパイル生成APK
APKインストール後の初期化画面は以下の通りです.
機能テスト
2つのClientが同じ部屋に入ると、各Clientは2つのCubeをインスタンス化し、1つはネイティブエンティティ(Mine Cube)、1つは相手エンティティ(Clone Cube)となる.
View SYnc
ボタンMoveをクリックすると、ビュー同期でpostionとrotationの同期が行われます.つまり、文章が始まったばかりの動図の展示の様子です.
RPC
Mine Cubeをクリックすると、Cubeの色が変化し、他のマシンに同期します.ここでの色同期はRPCで実現されます.
Custom Event
Clone Cubeをクリックすると、相手エンティティにメッセージが送信され、効果は相手のMine Cube Scaleが増加します.
Road Map
次に、最適化が必要な機能が追加されるか、または追加されることを考慮します.

ホール機能

をサポート

は負荷等化

をサポートする.

UDP等のネットワーク伝送プロトコルをサポートする

を追加する.

jsonなどの複数種類のデータ符号化フォーマットをサポートする

を追加する.

View Syncデータ転送最適化

ルーム間Custom Event

対応

.....