【UE4中的网络编程概述】UE4网络类和接口：介绍主要网络相关的类和接口

 # 1. UE4网络编程基础知识 ## 网络编程的概念 在介绍Unreal Engine 4（简称UE4）网络编程的基础知识之前，我们需要了解网络编程的基本概念。网络编程主要涉及网络通信协议、网络数据的封装、发送、接收以及同步等方面。它允许软件应用通过网络连接实现信息交换和资源共享。 ## UE4网络编程框架 UE4中的网络编程框架主要由一系列的类和对象构成，这些类和对象帮助开发者创建、管理和维护网络连接。UE4使用了UNet系统进行网络数据的传输。UNet是一个高度封装的网络层，提供了一套工具和接口来简化网络编程的过程。 ## 网络编程的两种模式 在UE4中，网络编程主要涉及两种模式：客户端-服务器模式和点对点模式。客户端-服务器模式中，服务器负责维护游戏世界的当前状态，并将其发送给连接的客户端。而点对点模式适用于少数玩家之间的游戏，每个玩家同时扮演客户端和服务器的角色，减少了延迟问题。 在下一章中，我们将深入探讨UE4中的网络类，了解更多关于如何在UE4项目中实现网络功能的细节。 # 2. UE4网络类的深入探讨 ## 2.1 UdpSocket类 ### 2.1.1 UdpSocket类的特性 UdpSocket类是UE4网络编程中实现无连接通信的基石，它提供了一种轻量级的网络通信方式，适合于那些对实时性要求高，但不需要可靠传输的应用场景。UdpSocket类的通信基于UDP（User Datagram Protocol），这一协议不保证数据包的可靠传输，也不会进行数据重排序或确认，因此它适用于那些可以容忍少量丢包的实时游戏和应用。 UDP协议的特点包括： - 高速：由于不需要额外的确认和重传机制，UDP传输速度较快。 - 低开销：UDP头部信息简单，数据包较小，传输效率高。 - 不可靠：不保证消息的到达、顺序和完整性。 UdpSocket类的使用需要开发人员自行处理数据包的丢失、重复和顺序问题，这些在实现基于UDP的可靠通信协议时至关重要。 ### 2.1.2 UdpSocket类的应用实例 下面通过一个简单的应用实例来展示如何在UE4中使用UdpSocket类来发送和接收数据。首先需要创建一个继承自`UObject`的类，并在其中包含一个`FUdpSocket`对象。 ```cpp // MyUdpSocket.h #pragma once #include "CoreMinimal.h" #include "UdpSocketSubsystem.h" #include "MyUdpSocket.generated.h" UCLASS() class MYPROJECT_API UMyUdpSocket : public UObject { GENERATED_BODY() public: UMyUdpSocket(); // 初始化UDP Socket void InitializeSocket(); // 发送数据到指定地址和端口 bool SendTo(const FString& Data, const FString& HostName, const FIPv4Endpoint& Endpoint); // 接收数据 bool RecvFrom(FString& DataOut, FIPv4Endpoint& EndpointOut); private: // UDP Socket FUdpSocket* UdpSocket; // 用于接收数据的缓冲区 FSocketReceiveResult ReceiveResult; }; ``` 在`UMyUdpSocket.cpp`中，我们实现初始化和数据发送接收方法。 ```cpp // MyUdpSocket.cpp #include "MyUdpSocket.h" #include "Sockets.h" #include "IPAddress.h" UMyUdpSocket::UMyUdpSocket() { UdpSocket = nullptr; } void UMyUdpSocket::InitializeSocket() { // 获取Socket子系统 UdpSocketSubsystem = ISocketSubsystem::Get(PLATFORM_SOCKETSUBSYSTEM); if (!UdpSocketSubsystem) { return; } // 创建UDP Socket UdpSocket = UdpSocketSubsystem->CreateUdpSocket(); if (!UdpSocket) { return; } } bool UMyUdpSocket::SendTo(const FString& Data, const FString& HostName, const FIPv4Endpoint& Endpoint) { FIPv4Address IpAddress; if (!FIPv4Address::Parse(HostName, IpAddress)) { return false; } // 构建地址信息 FIPv4Endpoint Address(IpAddress, Endpoint.Port); // 发送数据 return UdpSocket->SendTo(Data, Data.Len(), Address) != INDEX_NONE; } bool UMyUdpSocket::RecvFrom(FString& DataOut, FIPv4Endpoint& EndpointOut) { // 清空接收结果 ReceiveResult.Clear(); // 接收数据 if (!UdpSocket->RecvFrom(ReceiveResult, ReceiveResult.MaxLen)) { return false; } // 输出接收的数据 DataOut = FString(ReceiveResult.Buffer, ReceiveResult.ActualLen); EndpointOut = ReceiveResult.Endpoint; return true; } ``` 在上述代码中，我们首先在构造函数中初始化了`FUdpSocket`对象。然后，我们通过`SendTo`函数发送字符串数据到指定地址，通过`RecvFrom`函数接收数据并返回接收到的数据和发送者的地址。这个实例展示了UdpSocket类在UE4中发送和接收数据的基础使用方式。 ## 2.2 Reliable Udp Socket类 ### 2.2.1 Reliable Udp Socket类的特性 由于UDP协议的不可靠性，Reliable Udp Socket类在UE4中被设计来提供一种更为可靠的UDP通信方式。它内部实现了数据包的确认、丢失检测以及重传机制，使得数据传输更加可靠。 可靠UDP套接字（Reliable UDP Socket）的特性主要包括： - 自动重传：如果数据包没有被确认，它将被重新发送。 - 顺序保证：确保数据包按照发送顺序到达接收端。 - 流量控制：防止接收端被过量的数据淹没。 ### 2.2.2 Reliable Udp Socket类的应用实例 Reliable Udp Socket类在实现时会封装了底层的`FUdpSocket`对象，并为用户提供了一系列简化通信过程的高级API。下面是一个简单的示例，展示如何使用Reliable Udp Socket类来保证数据传输的可靠性。 ```cpp // MyReliableUdpSocket.h #pragma once #include "CoreMinimal.h" #include "ReliableUdpSocketSubsystem.h" #include "MyReliableUdpSocket.generated.h" UCLASS() class MYPROJECT_API UMyReliableUdpSocket : public UObject { GENERATED_BODY() public: UMyReliableUdpSocket(); // 初始化可靠UDP Socket void InitializeReliableSocket(); // 发送数据到指定地址和端口 bool ReliableSendTo(const FString& Data, const FString& HostName, const FIPv4Endpoint& Endpoint); // 接收数据 bool ReliableRecvFrom(FString& DataOut, FIPv4Endpoint& EndpointOut); private: // 可靠UDP Socket FReliableUdpSocket* ReliableUdpSocket; }; ``` ```cpp // MyReliableUdpSocket.cpp #include "MyReliableUdpSocket.h" UMyReliableUdpSocket::UMyReliableUdpSocket() { ReliableUdpSocket = nullptr; } void UMyReliableUdpSocket::InitializeReliableSocket() { // 获取可靠UDP Socket子系统 ReliableUdpSocketSubsystem = ISocketSubsystem::Get(PLATFORM_SOCKETSUBSYSTEM); if (!ReliableUdpSocketSubsystem) { return; } // 创建可靠UDP Socket ReliableUdpSocket = ReliableUdpSocketSubsystem->CreateReliableUdpSocket(); if (!ReliableUdpSocket) { return; } // 绑定到随机端口 if (!ReliableUdpSocket->BindToPort(0)) { return; } } bool UMyReliableUdpSocket::ReliableSendTo(const FString& Data, const FString& HostName, const FIPv4Endpoint& Endpoint) { FIPv4Address IpAddress; if (!FIPv4Address::Parse(HostName, IpAddress)) { return false; } // 构建地址信息 FIPv4Endpoint Address(IpAddress, Endpoint.Port); // 发送数据 return ReliableUdpSocket->SendTo(Data, Address) == FSocketResult(); } bool UMyReliableUdpSocket::ReliableRecvFrom(FString& DataOut, FIPv4Endpoint& EndpointOut) { // 清空接收结果 ReceiveResult.Clear(); // 接收数据 if (!ReliableUdpSocket->RecvFrom(ReceiveResult, ReceiveResult.MaxLen)) { return false; } // 输出接收的数据 DataOut = FString(ReceiveResult.Buffer, ReceiveResult.ActualLen); EndpointOut = ReceiveResult.Endpoint; return true; } ``` 在上述代码中，我们创建了一个`FReliableUdpSocket`实例，并用它来发送和接收数据。`FReliableUdpSocket`封装了许多网络细节，提供了一个简化的接口来保证数据传输的可靠性。这个类的使用减少了开发者对底层网络协议的处理负担，使得应用层的开发更加专注于业务逻辑的实现。 ## 2.3 UNetConnection类 ### 2.3.1 UNetConnection类的特性 `UNetConnection`类是UE4中用于网络连接管理的核心类之一，它代表了一个到特定远程主机的网络连接。`UNetConnection`类负责底层的网络包的发送和接收，同时也提供了高级的API来处理序列化、验证、连接管理等功能。 `UNetConnection`类的主要特性包括： - 多通道支持：可以同时在多个通道上发送和接收数据。 - 连接状态管理：可以监控连接的状态，如连接、断开、暂停等。 - 数据序列化和反序列化：支持自定义的数据序列化和反序列化机制，可以处理复杂的网络数据结构。 ### 2.3.2 UNetConnection类的应用实例 `UNetConnection`类的使用通常是在更高级别的网络功能模块中，如`UNetDriver`，因此不常直接由游戏开发者直接使用。但是，为了展示它的工作原理，我们将展示如何在底层创建一个`UNetConnection`实例，并通过它发送一个简单的消息。 ```cpp // MyNetConnection.h #pragma once #include "CoreMinimal.h" #include "NetworkTypes.h" #include "Net/UnrealNetwork.h" #include "MyNetConnection.generated.h" UCLASS() class MYPROJECT_API UMyNetConnection : publ ```