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租機房游戲服務(wù)器租用選擇UDP還是TCP，在編寫網(wǎng)絡(luò)游戲的時候，到底使用UDP還是TCP的問題遲早都要面對。

一般來說你會聽到人們這樣說：“除非你正在寫一個動作類游戲，否則你就用TCP吧” 或者是 “你能夠在MMO游戲中用TCP,因為魔獸世界就用的TCP！”

遺憾的是，這些觀點都沒有反映這個問題的復(fù)雜性。

背景

首先，說明一下，我之前主要是用TCP進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程。我曾為一個流行的在線紙牌游戲編寫服務(wù)器了好幾年，在高峰期我們的每臺服務(wù)器能夠承受4000到10000個連接（同一臺物理機器上有多個服務(wù)器進(jìn)程在跑）都沒有問題。在我來看，TCP是一種安全而且常見的選擇。

盡管如此，我們最新的項目卻是使用UDP協(xié)議，而且我們的項目無法通過任何方式在TCP下工作。事實上，項目一開始使用的TCP，但是后來發(fā)現(xiàn)我們使用TCP無法達(dá)到我們需求的連接數(shù)量時，我們只能換成UDP了。

在使用中TCP表現(xiàn)怎么樣呢

從原理上，TCP的優(yōu)勢有：

簡單直接的長連接

可靠的信息傳輸

數(shù)據(jù)包的大小沒有限制

任何一個和TCP打過交道的人都知道，要實現(xiàn)一個穩(wěn)定的TCP網(wǎng)絡(luò)連接，需要處理各種隱藏的坑，比如斷線檢測、慢速客戶端響應(yīng)阻塞數(shù)據(jù)包，對開放連接的各種dos攻擊，阻塞和非阻塞IO模型等等。

除了上面列出的這些問題外，一個好的TCP模塊確實不好編碼實現(xiàn)。

但是，TCP最糟糕的特性是它對阻塞的控制。一般來說，TCP假定丟包是由于網(wǎng)絡(luò)帶寬不夠造成的，所以發(fā)生這種情況的時候，TCP就會減少發(fā)包速度。

在3G或WiFi下，一個數(shù)據(jù)包丟失了，你希望的是立馬重發(fā)這個數(shù)據(jù)包，然而TCP的阻塞機制卻完全是采用相反的方式來處理！

而且沒有任何辦法能夠繞過這個機制，因為這是TCP協(xié)議構(gòu)建的基礎(chǔ)。這就是為什么在3G或者WiFi環(huán)境下，ping值能夠上升到1000多毫秒的原因。

為什么不用UDP

UDP相對TCP來說既簡單又困難。

舉個例子來說，UDP是基于數(shù)據(jù)包構(gòu)建，這意味著在某些方面需要你完全顛覆在TCP下的觀念。UDP只使用一個socket進(jìn)行通信，不像TCP需要為每一個客戶端建立一個socket連接。這些都是UDP非常不錯的地方。

但是，大多數(shù)情況下你需要的僅僅是一些連接的概念罷了，一些基本的包序功能，以及所謂的連接可靠性?？上У氖?，這些功能UDP都沒有辦法簡單的提供給你，而你使用TCP卻都可以免費得到。

這也是人們?yōu)槭裁唇?jīng)常推薦TCP的原因。在用TCP的時候你可以不考慮這些問題，直到你需要同步連接的數(shù)量級達(dá)到500以上的時候。

所以，是的，UDP沒有提供所有的解決方法，但是就像你看到的那樣，這也正是UDP好用的地方。在某種意義上來說，TCP對UDP就好比是Hibernate和手寫SQL的區(qū)別。

使用TCP失敗的地方

人們經(jīng)常給你建議，讓你去使用TCP，比如“TCP跟UDP一樣快”或者“游戲X用TCP如此成功，所以TCP當(dāng)然是首選”，然而，他們完全沒有理解為什么在那個特定的游戲中TCP是有效的，為什么UDP不按照順序發(fā)送數(shù)據(jù)包呢？

那么為什么魔獸世界采用TCP呢？首先我們需要解釋這個問題。這個問題其實是“為什么魔獸世界有的時候1000毫秒以上的延遲還能夠運行？”這是TCP的性質(zhì)決定的，在發(fā)生丟包的時候，會產(chǎn)生巨大的延遲，因為TCP首先會去檢測哪些包發(fā)生了丟失，然后重發(fā)所有丟失的包，直到他們都被接收到。

可靠的UDP也是有延遲的，但是由于它是在UDP的基礎(chǔ)之上建立的通信協(xié)議，所以可以通過多種方式來減少延遲，不像TCP，所有的東西都要依賴于TCP協(xié)議本身而無法被更改。

就這一點來講，一些人要開始提到Nagle算法了，實際上它是你在實現(xiàn)任意一個對延遲敏感的TCP模型時首先需要禁止使用的。

那么魔獸世界以及其他的一些游戲是怎么處理延遲問題的呢？

方法也很簡單，他們能夠隱藏掉延遲帶來的影響。

在魔獸世界中，玩家和玩家是無法碰撞的：因為這類碰撞是無法通過一些預(yù)測來處理的，但是玩家和環(huán)境之間的碰撞卻是可以通過預(yù)測來處理的，所以這里使用TCP是沒有問題的。

我們來看一下魔獸世界的戰(zhàn)斗就會發(fā)現(xiàn)，玩家的攻擊指令發(fā)送給服務(wù)器的操作是放在比如“attack_entity(entity_id)”或者”cast_spell(entity_id, spell_id)“的接口中來做的，換句話說，瞄準(zhǔn)操作是獨立于進(jìn)行的。如此一來，一些類似發(fā)起攻擊動作和釋放技能特效就能夠在沒有收到服務(wù)器確認(rèn)的情況下就直接執(zhí)行，比如展現(xiàn)冰凍技能的效果就可以在服務(wù)器沒有返回數(shù)據(jù)前在客戶端就做出來。

客戶端直接開始進(jìn)行計算而不等待服務(wù)端確認(rèn)是一種典型的隱藏延遲的技術(shù)。

幾年前，我為一個叫“Five Card Jazz”的紙牌游戲編寫過客戶端。它使用的是http協(xié)議，它比直接的TCP協(xié)議連接的延遲更加嚴(yán)重。

我們用簡單的紙牌繪制和抽牌的動畫來掩蓋延遲的問題，所以延遲的問題只在非常糟糕的連接下才會被看出來。這種方法也非常的典型：發(fā)送請求的同時開始播放牌桌的動畫，一直播放翻動最后一張牌直到接收到了服務(wù)端傳回來的數(shù)據(jù)為止。魔獸世界的戰(zhàn)斗特效就是使用類似的原理。

這也意味著，我們到底是使用TCP還是UDP取決于我們能否隱藏延遲。

TCP在什么時候失效

一個采用TCP的游戲必須能夠處理好突發(fā)的延遲問題（紙牌客戶端就很典型，對突發(fā)性的一秒的延遲，玩家也不會產(chǎn)生什么抱怨）或者是擁有緩解延遲問題的好方法。

但是如果你運行的是一個無法使用任何減緩延遲措施的游戲呢？玩家對玩家的動作類游戲通常就屬于這個范疇，但是這也不僅僅限于動作類游戲。

舉個例子：

我目前正在寫一個多人游戲（War Arcana）。

一種常見的操作是，你快速的移動你的角色通過一張充滿戰(zhàn)爭迷霧的世界地圖，但是一旦你探索過，迷霧就會被打開。

為了確保游戲的規(guī)則，防止玩家作弊，服務(wù)器只能顯示玩家當(dāng)前位置附近的信息。這意味著不像魔獸世界，玩家無法在沒有得到服務(wù)器響應(yīng)的情況下，做出完整的動作。和Five Card Jazz相比，我們即使允許500毫秒的延遲，也已經(jīng)非常困難了。

在實現(xiàn)了游戲的原型后，在局域網(wǎng)內(nèi)一切都進(jìn)行的非常順利，但當(dāng)我們在WiFi環(huán)境下測試時，操作會間歇性的卡起來或者延遲高起來。寫了一些測試程序之后發(fā)現(xiàn)，WiFi環(huán)境下偶爾會發(fā)生丟包行為，每當(dāng)發(fā)生丟包的時候，服務(wù)器的響應(yīng)速度就從100-150毫秒上升到1000-2000毫秒。

沒有任何辦法可以繞過TCP的這個設(shè)置來避開這個問題。

我們替換了TCP的代碼，用了自定義的可靠的UDP來實現(xiàn)，把大量的丟包產(chǎn)生的延遲降到了僅僅只有50毫秒，甚至比以前TCP不丟包的情況一個來回的延遲還要小。當(dāng)然，這只可能建立在UDP之上，這樣我們才對可靠性擁有完全的掌控力。

困惑：可靠的UDP只是TCP的一種簡單的實現(xiàn)？

你有沒有聽過這種說法：“可靠的UDP就像TCP一樣，所以還是用TCP吧”。

問題是這種說法是錯誤的?？煽康?/font>UDP一點也不像TCP，要去實現(xiàn)一個特殊的阻塞控制。事實上，這也是你使用可靠UDP代替TCP的最大的原因，避免TCP的阻塞控制。