Mirror网络框架-从入门到精通之Mirror简介

前言

在现代游戏开发中，网络功能日益成为提升游戏体验的关键组成部分。Mirror是一个用于Unity的开源网络框架，专为多人游戏开发设计。它使得开发者能够轻松实现网络连接、数据同步和游戏状态管理。本文将深入介绍Mirror的基本概念、如何与其他网络框架进行比较，以及如何从零开始创建一个使用Mirror的简单网络项目。

什么是Mirror？

Mirror是一个功能强大的Lite网络框架，旨在替代Unity的UNet网络解决方案。它提供了高效的多玩家架构、简单易用的API，以及良好的社区支持。Mirror特别适合快速开发小型到中型的多人在线游戏（MMO、第一人称射击、角色扮演游戏等），旨在简化网络游戏的开发流程。

Mirror与其他网络框架的比较

在Unity中，有多种网络框架可供选择，最主要的包括Mirror、Photon和UNet。以下是它们的比较：

Mirror vs UNet

性能：Mirror在性能上优化明显，支持更高的玩家同步及更低的延迟。与UNet相比，Mirror在数据压缩和带宽利用方面表现更佳。
易用性：Mirror的使用方式更加直观且简单，功能的实现相对容易，对于新手非常友好。UNet由于已停止维护，学习成本和使用成本相对更高。
社区支持：Mirror拥有一个活跃的社区，开发者们可以在社区中获取支持和分享经验，与UNet相比，Mirror的更新频率更高，能够更快地响应用户需求。

Mirror vs Photon

收费模式：Photon采取按月付费的收费模式，根据连接数和使用的功能收费，而Mirror是完全开源且免费使用，适合预算有限的开发者。
功能特性：Photon提供一些现成的服务，例如房间匹配和实时聊天等，而Mirror在灵活性和可定制性方面更强，能够更好地满足开发者的特殊需求。
可扩展性：Mirror的代码是完全开源并且高度可扩展，开发者可以根据需要自定义核心功能和网络行为。而Photon的功能虽然丰富，但在某些方面可能受到平台的限制。

Mirror vs FishNet

性能：FishNet特别强调高性能支持，适合处理大量玩家并保持低延迟。Mirror在小到中型项目中表现良好，但在极端高并发的情况下可能需进行精细调优。
易用性：Mirror的API设计更加直观，适合新手开发者快速上手，而FishNet虽易用但有一些独特概念，学习曲线略高。
功能特性：FishNet提供了一些先进的网络功能，例如状态同步和组管理，适合复杂游戏的开发。Mirror则专注于提供更简洁且易于理解的功能实现。
社区与支持：Mirror的社区相对较大，文档和资源丰富，而FishNet虽然相对较新，但社区正在快速发展，有不断增加的支持和资料。

和普通的CS服务器架构区别

架构设计
普通客户端-服务器架构：
自定义实现：开发者需要从头开始设计和实现客户端与服务器之间的通信协议，包括数据传输、连接管理、状态同步等。
服务器责任：服务器通常扮演着权威角色，负责管理游戏状态、逻辑处理和玩家间的通信。开发者需要手动实现所有功能。
使用网络框架（如Mirror、Photon、FishNet）：
现成的基础设施：这些框架提供了现成的组件和API，使得网络通信、状态同步和房间管理等功能的实现更加简单和高效。
抽象层次：框架通常会提供更高层次的抽象，让开发者可以专注于游戏逻辑，而不是底层网络实现。
开发效率
普通客户端-服务器架构：
开发周期较长：由于需要从零开始实现通信和管理机制，开发时间和成本较高。
维护复杂性：项目维护较为困难，需要开发者持续跟踪网络问题和性能瓶颈。
使用网络框架：
快速开发：框架提供的工具和功能显著减少了开发时间，让开发者能够更快地构建和迭代游戏。
更易维护：网络框架通常会随着开发者社区的反馈进行更新和优化，降低了维护难度。
性能和扩展性
普通客户端-服务器架构：
性能取决于实现：游戏性能高度依赖于开发者的实现，可能面临低效的网络协议和数据处理造成的性能瓶颈。
扩展性问题：扩展功能或处理高并发玩家时，可能需要重新设计架构，增加开发工作量。
使用网络框架：
优化和性能提升：框架通常会考虑到性能优化，通过如数据压缩、连接池等技术提高性能，支持多用户并发。
灵活的扩展性：许多框架具有良好的可扩展性，开发者可以方便地添加新功能或者调整现有功能。
网络管理
普通客户端-服务器架构：
手动管理连接：需要手动处理玩家连接、断开连接、心跳检测等，这可能导致容易出现问题。
复杂的错误处理：需要自己实现重连机制和错误处理逻辑，增加了开发难度。
使用网络框架：
自动管理：框架会负责处理连接的建立和维护，简化开发者的工作。
内置错误处理：大部分框架内置了错误处理和重连机制，减少了开发者需要关注的细节。
功能特性
普通客户端-服务器架构：
功能实现依赖开发者：所有功能（如房间管理、玩家同步、聊天功能）都需要由开发者在C/S双端自行实现，工作量较大。
使用网络框架：
丰富的功能：网络框架通常提供了现成的功能，如房间创建与管理、玩家状态同步、实时通信等，可以直接调用，降低了开发门槛。

创建新项目并配置Mirror

下面是如何创建一个新的Unity项目并配置Mirror的步骤：

下载并安装Unity：确保你已经安装了最新版本的Unity。

创建新项目：

打开Unity Hub，点击“新建项目”。
选择适合你项目的模板（例如2D或3D），输入项目名称并点击“创建”。
导入Mirror网络库：

打开Unity后，在顶部菜单栏中选择“Window” -> “Package Manager”。
在Package Manager中，选择“Add package from git URL”，输入Mirror的GitHub链接（例如：https://github.com/vis2k/Mirror.git），或者从Unity Asset Store下载Mirror插件。
等待Unity导入Mirror，之后会在你的项目中生成相应的文件夹和示例代码。
配置基础设置：

在Hierarchy面板中，右键点击空白处，选择“Create Empty”创建一个空对象，并命名为“NetworkManager”。
在Inspector面板中，点击“Add Component”，添加“NetworkManager”和“NetworkManagerHUD”组件。这样，你就可以使用Mirror提供的基本网络功能。
实现简单的客户端-服务器结构
要实现一个简单的客户端-服务器结构，可以按照以下步骤进行配置：

添加玩家预制体：

创建一个简单的玩家角色模型，并在其上添加“NetworkIdentity”组件，以确保网络同步。
在“NetworkIdentity”组件中，勾选“Local Player Authority”。
创建一个用于玩家控制的脚本，并继承自Mirror的“NetworkBehaviour”，你可以在其中定义玩家的控制逻辑。
修改NetworkManager：

在NetworkManager组件中，将玩家预制体拖入“Player Prefab”字段。
在“NetworkManagerHUD”中，你将能够看到开始服务器和连接客户端的按钮。
运行程序：

打开一个Unity编辑器窗口，点击“Start Host”以启动服务器。
再打开一个Unity编辑器窗口，点击“Start Client”连接到服务器。
现在，你应该可以看到在两个窗口中各自控制的玩家角色。

基本网络概念

在使用Mirror进行多人游戏开发时，理解基本网络概念是至关重要的。以下是一些核心概念：

网络对象（Network Objects）：在Mirror中，任何需要在网络中同步的对象都应该是网络对象。它通过“NetworkIdentity”组件进行标识。
命令（Commands）：命令是从客户端发送到服务器的函数调用。通过在脚本中使用[Command]属性，你可以定义客户端请求服务器执行特定操作。
远程过程调用（RPC）：RPC是从服务器调用客户端的方法，这可以通过[ClientRpc]属性实现。它允许服务器向所有连接的客户端发送信息。
同步变量：使用[SyncVar]属性，你可以在客户端和服务器之间同步变量的状态。一旦在服务器上更改，所有连接的客户端都会收到更新。
网络管理器（NetworkManager）：这是管理与网络相关的所有活动的核心组件，例如启动和停止服务器、处理玩家连接及断开。