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网络游戏中的（低精度）时间同步

2024-07-27 14:37:56   220人阅读

对于网络游戏来说，从物体的移动、攻击到最基础的计时等等，都需要客户端与服务器保持时间的相对一致，那么服务器与客户端同步便是一个必须要解决的问题。通常，网络游戏都会利用心跳来进行同步，那么当客户端并不需要如此精度的同步时，有没有其他方法呢？这里主要讨论低精度的时间同步（精确到秒）。

工作中接触过3种简单的时间同步方法：

首先，定义时间同步类

/// 32位操作系统
typedef unsigned int64_t QWORD;
typedef unsigned long    DWORD;


class TimeSynchronize()
{
public:
    void ServerTimeSync(QWORD ServerTime);
    QWORD GetLocalTime();

private:
    QWORD initServerTime;
    QWORD initClientTime;
    DWORD initClientTimeFromStartup;
};

/// 服务器下发同步消息
void TimeSynchronize::ServerTimeSync(unsigned int64_t serverTime)
{
    initClientTime = time(NULL);
    initServerTime = serverTime;
    initClientTimeFromStartup = timeGetTime();
}

1.当客户端启动的时候，服务器向客户端下发服务器当前的时间，当客户端需要获取当前时间时，只需用校正过的时间加上本地时间即可。

DWORD TimeSynchronize::GetLocalTime()
{
    return initServerTime  - initClientTime + time(NULL);   ///< initServerTime  - initClientTime为了消除客户端与服务器的时间误差
}
看到这里，细心的同学要笑了，这种做法修改本地的系统时间，不就修改了该函数的返回值么。确实，接口中只要取用了本地时间，便将修改本地时间的风险带入了接口。

2.服务器定时向客户端发送同步消息，就是所谓的心跳机制，类似TCP中的心跳，服务器定时发送一个自定义的结构体（心跳包或心跳帧），让对方知道自己“在线”。 以确保链接的有效性。当服务器超过一定时间没有收到来自客户端的回复，则当做玩家掉线，服务器关闭socket链接。不同的游戏也会根据游戏类型的不同，根据自己的需要设计心跳机制，间隔从几十ms到几s不等。

那么当客户端在大部分时间中并不需要高精度的时间同步时，有没有其他办法以降低对服务器性能的消耗？

3.利用timeGetTime接口，与同步时获取的服务器时间模拟当前时间。

//　　timeGetTime：函数以毫秒计的系统时间。该时间为从系统开启算起所经过的时间。 
//　　DWORD timeGetTime(VOID); 
//　　参数：无参数。 
//　　返回值：以毫秒值返回系统时间。
DWORD TimeSynchronize::GetLocalTime()
{
    return initServerTime + timeGetTime() - initClientTimeFromStartup + initServerTime  - initClientTime;
}

可以看到timeGetTime的返回值精度为（ms），对于精度要求为（s）级的应用来说，已然够用了。

当然利用timeGetTime()要注意返回值为32位，取值范围为0~2^32，约为49.71天，要避免溢出。如果服务端利用该接口，又不便于重启服务器，建议利用精度更高的接口，如：QueryPerformanceFrequency()，QueryPerformanceCounter()。


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