《Exploring in UE4》Session與Onlinesubsystem[概念理解]

想弄清UE裡面的網路模塊，始終繞不過OnlineSubsystem與Session這兩個概念，我一開始對這一塊也挺頭疼的。後來花了點時間，參考網上的資料，對這一塊進行了一個相對全面的分析，希望對大家能有所幫助。

總的來說，我暫時把UE網路分成三個部分：

第二個部分是移動同步的模擬，這一塊在基本上都在CharacterMovement裡面。

一．OnlineSubsystem

1.1 什麼是OnlineSubsystem？

OnlineSubsystem是一個多網路平台對接系統。其本身是抽象的，需要根據不同平台完成具體的實現。你可以通過他對接Steam，GooglePlay，Amazon，Xbox等，進而使用對應平台的各項自定義功能，如語音聊天，在線統計，遊戲大廳與遊戲匹配等。

總之，該系統的目的就是讓開發者可以快速的切換到不同平台去發布遊戲。需要注意的是，在UE裡面，OnlineSubsystem與Session機制息息相關，後面Session部分會做進一步的介紹。

1.2 OnlineSubsystem的初始化流程

首先有一點要聲明，4.8以前的的OnlineSubsystem是以一個Runtime模塊集成在UE的源碼裡面的。而我看到4.13以後（具體從哪個版本沒有確認）該系統改成了以插件Plugin的形式集成在引擎裡面，所以Module的初始化不同版本可能會有差異。

在一開始執行引擎初始化的時候，FEngineLoop::PreInit函數會調用FEngineLoop::AppInit進行OnlineSubSystem的載入。（如果是以插件形式集成，就要通過IPluginManager:: Get()->LoadMoudlesForEnabledPlugins()來完成了）

//FEngineLoop::AppInit LaunchEngineLoop.cpp#if WITH_ENGINE // Earliest place to init the online subsystems // Code needs GConfigFile to be valid // Must be after FThreadStats::StartThread(); // Must be before Render/RHI subsystem D3DCreate() // For platform services that need D3D hooks like Steam FModuleManager::Get().LoadModule(TEXT("OnlineSubsystem")); FModuleManager::Get().LoadModule(TEXT("OnlineSubsystemUtils")); // Init HighRes screenshot system. GetHighResScreenshotConfig().Init();#endif

當執行LoadModule的時候，會將當前模塊添加到FModuleMap Modules;裡面並開始載入該模塊，執行FOnlineSubsystemModule中的StartupModule函數。StartupModule函數決定當前使用哪個平台，並載入相應平台的模塊並初始化，流程如下：

1. 根據項目Project的Config目錄下的DefaultEngine.ini中配置確定當前使用哪個平台，DefaultEngine.ini中的配置項如下，圖1-1使用的是steam
2. 調用LoadSubsystemModule，根據配置讀取的字元串去載入對應的OnlineSubsystem +Name的Module，這裡是OnlineSubsystemSteam
3. 載入成功後還要繼續調用對應平台Module的StartupModule函數。如果是steam，還需要到」../Engine/Binaries/ThirdParty/ Steamworks/Steamv132/Win64/」路徑下去載入其平台的dll文件(路徑可能有些偏差，具體看文件steam_api64.dll的位置) 代碼如下：
4. 上面對應平台的Dll如果載入成功，需要註冊到基類FOnlineSubsystemModule裡面。其實就是添加到其OnlineFactories列表裡
5. 前面完成了具體平台的Onlinesubsystem模塊的載入，但是其實真正的系統還沒有構建，只是創建並添加了其Factory而已。所以，繼續執行GetOnlineSubsystem嘗試獲取真正的OnlineSubsystem對象，如果沒有就通過Factory工廠進行創建
6. 一般默認在非Shipping版本或者配置文件OnlineSubsystemSteam的bEnable為false的情況下在初始化OnlinesubsystemSteam的時候（包括其他平台），會CreateSubsystem失敗，然後Destroy該Onlinesubsystem。這樣引擎會默認創建OnlinesubsystemNull來替代 ，配置見圖1-2
7. 創建Onlinesubsystem成功且能正確獲取到後設置DefaultPlatformService為當前平台

//對應上面流程第三步FString RootSteamPath = GetSteamModulePath(); FPlatformProcess::PushDllDirectory(*RootSteamPath); SteamDLLHandle = FPlatformProcess::GetDllHandle(*(RootSteamPath + "steam_api64.dll "));

//OnlineSubsystemModule的啟動代碼void FOnlineSubsystemModule::StartupModule(){ FString InterfaceString; // Load the platform defined "default" online services module if (GConfig->GetString(TEXT("OnlineSubsystem"), TEXT("DefaultPlatformService"), InterfaceString, GEngineIni) && InterfaceString.Len() > 0) { FName InterfaceName = FName(*InterfaceString); UE_LOG(LogOnline, Warning, TEXT("Begint to load default OnlineSubsystem module %s, using NULL interface"), *InterfaceString); // A module loaded with its factory method set for creation and a default instance of the online subsystem is required 前面的步驟2到步驟5都在這裡執行 if (LoadSubsystemModule(InterfaceString).IsValid() && OnlineFactories.Contains(InterfaceName) && GetOnlineSubsystem(InterfaceName) != NULL) { DefaultPlatformService = InterfaceName; } else { UE_LOG(LogOnline, Warning, TEXT("Unable to load default OnlineSubsystem module %s, using NULL interface"), *InterfaceString); InterfaceString = TEXT("Null"); InterfaceName = FName(*InterfaceString); // A module loaded with its factory method set for creation and a default instance of the online subsystem is required if (LoadSubsystemModule(InterfaceString).IsValid() && OnlineFactories.Contains(InterfaceName) && GetOnlineSubsystem(InterfaceName) != NULL) { DefaultPlatformService = InterfaceName; } } } else { UE_LOG(LogOnline, Warning, TEXT("No default platform service specified for OnlineSubsystem")); }}

關於OnlineSubsystemsteam的啟動：

如果Steam平台的Onlinesubsystem可以初始化成功(FOnlineSubsystemSteam::Init)，那麼該函數會針對伺服器和客戶端分別對Steam平台進行初始化，即InitSteamworksServer以及InitSteamworksClient，另外還會進行官方伺服器列表的啟動更新操作。其中InitSteamworksClient函數除了在客戶端模式下進行Steam的初始化，還會根據Steam平台的語言來設置遊戲客戶端的語言。（這裡是讀取配置文件的Culture信息，實際上要到本地化數據的位置去查找如圖1-3）

另外，Steam模塊還重寫了IPNetDriver以及NetConnection的部分介面，所以啟動steam後真正載入的是USteamNetDriver以及USteamNetConnection。（NetDriver通過CreateNamedNetDriver_Local創建，這裡會首先根據配置文件DefaultEngine.ini裡面的內容嘗試載入配置的NetDriver，如果創建失敗就會創建默認的NetDriver）

1.3 OnlineSubsystem相關類關係

前面描述完流程後，可能覺得還是有點暈，下面整理了Onlinesubsystem相關類的類圖。簡單總結一下，

1. Onlinesubsystem系統屬於UE眾多Module（模塊）的一個，所以需要通過一個管理類來管理所有Module的載入，這個管理類就是FMoudlemanager
2. FModuleManager::Get().LoadModule(TEXT(「OnlineSubsystem」));這裡首先載入的模塊是FOnlineSubsystemModule（各個OnlineSubsystemModule的基類），他會讀取配置文件然後進一步載入指定的OnlineSubsystemModule（如FOnlineSubsystemSteamModule）
3. FOnlineSubsystemModule有一個介面 GetOnlineSubsystem，這裡會根據對應Subsystem的FOnlineFactory（工廠模式）創建對應的FOnlineSubsystem
4. 具體的OnlineSubsystem創建的成功表示他已經完成了相關的初始化Init()，不同的平台的初始化內容各不相同，比如steam是針對客戶端與伺服器分別執行初始化的
5. 不同的OnlineSubsystem擁有不同的OnlineSession，因為不同平台對Session的處理有很大的差異，這個是由平台來決定的

二．Session

2.1.什麼是Session？

其實session在WEB領域應用的更為廣泛，直譯為會話。廣義來講，Session可以理解為一種客戶端到伺服器保持連接的一種解決方案。狹義來說，Session是一種數據，用來記錄保持這個連接的相關內容。

進一步到UE裡面，我們可以更形象的理解為遊戲中的開房間。伺服器運行後，就好比一個玩家開了一個房間，然後等待其他玩家的加入。其他玩家可以在網路上（包括區域網，互聯網）搜索到這個房間並加入進去。所以，把房間換成Session，就可以簡單理解為伺服器創建一個Session，然後客戶端搜索並加入這個Session。整個Session相關的各種類與數據就構成了Session機制，用於管理客戶端與伺服器的連接。

那麼session是必須的么？並不是，在4.14版本裡面，整個OnlineSubsystem系統被作為一個插件集成在引擎裡面，完全可以關掉，其相關的session功能也就基本上無效了。理論上如果伺服器不做任何限制，我們只要獲取到伺服器的IP與埠，我們客戶端就可以連接上去。

由此看來，Session最基本的功能就是：在一個多人遊戲中，客戶端需要通過Session機制連接到伺服器，以便伺服器驗證客戶端的合法性，控制連接人數等等。

2.2. UE4中的Session

UE中帶session的類確實不少，這可能給大家理解上帶來很多困難。你可以看到在遊戲初始化過程中有AGameSession，在OnlineSubsystem文件夾下有各種OnlineSessionXXX，我把最重要的幾個類拿出來畫了一個類圖。如下圖4-1：

總體來說，上面幾個類是Session機制的核心。

AGameSession顧名思義，其實其本身並不是Session信息的產生者與擁有者，他主要的目的就是負責Gameplay遊戲邏輯與具體的底層Session機制的交互。比如遊戲裡面有一個在網路上尋找Session的功能，那麼一般我們會通過遊戲邏輯（比如UI按鈕事件）調用GameSession的查找Session功能，GameSession會進一步從OnlineSubsystem裡面查詢Session。

二．OnlineSubsystem與Session是什麼關係

我們可以認為，目前UE的機制裡面，Session信息都是包含在OnlineSubsystem裡面的。因為不同的平台有不同的驗證機制，所以除了基本的IP地址埠等信息外，不同平台對Session的處理還可能有不同的內容，這樣就出現了IOnlineSession介面以及對應平台的如FOnlineSubsystemNull這樣的類，他把具體的Session信息封裝，加入一些與當前OnlineSubsystem相關的操作與處理。

最後幾個類（FOnineSession，FNamedOnlineSession, FOnlineSesssionInfo），其實就是具體的Session信息。裡面都是常見的Session數據，比如用戶唯一ID，伺服器IP地址，玩家數量配置等。前面不管是GameSession或者是OnlineSubsystem，最終操作的都是這裡的數據。

最後，還有需要注意的是區分客戶端與伺服器，Session的創建是在伺服器上進行的，玩家的註冊也是在伺服器上進行的（參考RegisterServer與RegisterPlayer），但是不代表客戶端沒有Session。客戶端也擁有圖中的各項Session數據，而且客戶端還可能通過搜索找到多個Session（OnlineSubsystemNull有FNamedOnlineSession的數組），每個Session表示不同的伺服器，這就是我們在網路上搜索Session並加入其中的基本原理。