一位独立开发者从零打造支持高延迟下流畅联机的回滚式多人游戏引擎,全程依赖Rust语言的确定性、安全性与高性能,最终实现跨洲玩家也能顺畅合作的游戏体验。
一个普通人,怎么靠Rust语言,从零开始做出一个能扛住140毫秒延迟、还能让欧美和亚洲玩家一起愉快打怪的合作类多人游戏引擎?
主角叫安德烈斯·弗兰科(Andres Franco),2018年刚从工程学院毕业,满脑子都是梦想:他想做一个强调玩家深度协作的实时多人游戏。不是那种你点一下我点一下的回合制,而是像《空洞骑士》《蔚蓝》那种动作感拉满、反应要快、互动要强的平台跳跃+战斗体验。
但问题来了——市面上主流的游戏引擎,比如Unity、Unreal、Godot,虽然功能强大,却几乎都不原生支持他想要的那种网络同步机制。更别提,这些引擎在设计之初根本没把“高延迟下的流畅多人体验”当核心目标。
于是,这位刚毕业的小伙子一咬牙:自己造轮子!但造轮子之前,他得先回答一个灵魂问题:用什么语言?C++?C#?还是别的?他试了试,发现要么生态不成熟,要么缺乏关键特性。而就在这时,他想起了自己私下玩了好几年的Rust——一门以“内存安全”“零成本抽象”“确定性执行”著称的系统级语言。他决定赌一把:用Rust,从头写一个游戏引擎。
结果?这个决定,成了整个项目能活下来的关键。
首先,他明确了自己的核心需求:支持2人以上实时联机、操作延迟极低、玩家之间互动极其紧密(比如法师放火球的同时敌人释放全屏眩晕)、最关键的是——哪怕你人在旧金山,朋友在柏林,也能玩得顺畅。这种需求,直接把“状态同步”“帧同步”“权威服务器+预测”等传统方案全否了。唯一可行的,是“回滚式网络同步”(Rollback Netcode)——一种原本只在格斗游戏里常见的技术,比如《街头霸王》系列就靠它实现低延迟对战。
但回滚技术有个致命前提:确定性。什么意思?就是无论在哪台电脑上,只要输入完全一样,游戏模拟出来的结果就必须100%一致。否则,客户端A看到你躲开了火球,客户端B却看到你被烧成灰,那还玩什么?
而确定性,恰恰是Rust大显身手的地方。
第一个大坑:浮点数。大家都知道,C++或Java里的float/double在不同CPU架构下,计算结果可能有微小差异——今天没问题,明天换个电脑就炸了。这种“偶尔出错”的bug,调试起来能让人疯掉。安德烈斯果断放弃浮点,转而使用Rust生态里一个叫“fixed-point”(定点数)的库。虽然精度稍低(比如5.56950代替5.56945),但换来的是绝对的确定性:不会出现NaN、无穷大,也不会因为CPU不同而结果飘忽。更爽的是,定点数在Rust里实现了完整的排序(Ord trait),可以直接用max/min,还能对整个数组排序——这在浮点数里是做不到的,因为IEEE 754标准里NaN没法比较。
第二个惊喜:随机数。游戏里到处都要随机——掉落、暴击、AI行为。但大多数语言的默认随机数生成器依赖操作系统,根本不可重现。而在Rust,他只用加一行依赖:rand_pcg。这个库提供跨平台、无浮点、仅用两个128位整数就能完全复现的伪随机数生成器,API还和标准库一模一样。确定性随机?一行代码搞定。
第三个挑战:游戏逻辑架构。他原本想用ECS(实体-组件-系统)来组织代码,但市面上的Rust ECS库要么太重,要么并行机制复杂到不适合单人开发。于是他自研了一个极简版:所有组件用Cell或RefCell包装,实现“内部可变性”,虽然牺牲了多线程并行,但换来的是随时随地访问任意实体的任意组件——写逻辑时不用再纠结“这个系统能不能读那个组件”,开发效率飙升。他说:“我知道很多人会骂我性能差,但作为一个单干开发者,能快速迭代比理论上的极致性能更重要。”
网络层更是硬核。他没用TCP,而是基于UDP自建了一套“可靠有序消息系统”。简单说,就是把大消息切成小于1500字节的碎片(避免IP分片),每个碎片带有序列号、分片ID和总数。接收端攒齐所有碎片再拼回去。他还设计了两种消息类型:“可丢弃”和“关键”。前者丢了就丢了,后者必须ACK确认,否则重传。更绝的是,他连Windows平台UDP的“虚拟连接重置”坑都踩过——在Linux开发时一切正常,一到Windows测试就莫名断连。最后靠调用Windows API,禁用SIO_UDP_CONNRESET才解决。这段代码他特意贴出来,说网上几乎找不到,希望能帮到后来人。
而让这一切变得轻松的,是Rust两大神器:serde + bincode。只要给结构体加上#[derive(Serialize, Deserialize)],就能一键把复杂的消息结构(比如玩家输入、服务器状态)序列化成字节流,跨网络传输后再完美还原。在C++里,这可能要手写几百行模板或用Protobuf折腾半天,而在Rust,几分钟搞定。
回滚逻辑本身也很巧妙。引擎维护两个世界状态:“当前播放的世界”和“最后确认有效的世界”。当服务器传来新输入时,先回滚到有效状态,用真实输入重新模拟,再快进到当前帧。整个过程靠std::mem::swap和clone_from高效完成。而Rust的Clone trait配合clone_from方法,让深拷贝性能提升30%-40%——这在每帧可能要回滚6-7次的高延迟场景下,简直是救命稻草。
性能方面?他说:“Rust快是默认的。”不需要特别优化,基础性能就足够支撑复杂世界模拟。在140毫秒RTT(相当于美国西海岸到欧洲西海岸)的极端延迟下,游戏依然可玩——虽然能看到明显回滚(约6-7帧),但操作响应依然跟手,没人抱怨“卡”。
如今,这个2018年启动的项目虽暂时搁置,但基于同一引擎的新游戏已在2025年完成,即将发布。而这一切,安德烈斯反复强调:如果没有Rust,他一个单干开发者,根本不可能在有限时间内搞定如此复杂的系统。
不是Rust比其他语言“高级”,而是它在确定性、安全性、开发效率、性能之间找到了近乎完美的平衡。对于需要极致控制又不想被内存错误折磨的独立开发者来说,Rust不是选项,而是答案。
所以,下次有人问“为什么不用Unity做多人游戏”?你可以告诉他:有些梦想,只有自己造的轮子才能承载。而Rust,就是那块最坚固的钢板。