Witness 与 Ghost 设计

这篇文档是 Apollo 进入 BigWorld 模式后，最关键的一篇运行时专题。

它要解决两个很容易被混淆的问题：

  1. 客户端到底“看见什么”。
  2. 分布式空间里，边界附近实体到底“以什么形式存在”。

如果这两个问题不拆开，系统很容易写成：

  • AOI 查询
  • 直接广播实体

这种实现单进程 world 里还能勉强工作，到了 distributed space 就会很快崩掉。

一、先说结论

Apollo 进入 BigWorld 模式后，必须明确拆开这两层：

  • GhostReplica: 非权威节点上的实体投影
  • Witness: 面向客户端的可见世界上下文

也就是说：

  • Ghost 解决的是跨节点近场存在问题
  • Witness 解决的是客户端可见集问题

这两个东西相关，但绝不是同一个概念。

二、KBE 里这两个对象的证据

从本地源码看：

  • witness.h
    • 持有 viewRadius
    • 持有 ViewTrigger
    • 持有 viewEntities
    • 提供 onEnterView/onLeaveView
    • 提供 sendToClient
    • 提供 addUpdateToStream
  • ghost_manager.h
    • 管理 realEntities_
    • 管理 ghost_route_
    • 管理待同步 messages_
    • 提供 route 和同步能力

这已经很清楚地说明：

  • Witness 关注客户端视图
  • GhostManager 关注实体投影和消息接力

这篇文档讨论的是 BigWorld 增强态下的运行时对象， 不是当前 apps/cell-app 里已经完整落地的能力。

三、为什么单纯 AOI 不够

普通 MMO world 里，AOI 常常可以理解成：

  • 查询附近实体
  • 广播进入视野
  • 广播离开视野

但 distributed space 里还有两层额外问题：

问题 1：附近实体可能不在本节点

某个玩家在 partition A 的边界附近，另一个实体在 partition B。

这时只查本地实体集是不够的。

问题 2：客户端可见集不能直接等于“本节点实体表”

客户端看到的世界应该是一个连续的、稳定的视图。

这个视图可能同时包含：

  • 本节点的 real entity
  • 邻接节点同步过来的 ghost replica

如果没有 Witness 收口，客户端视图会非常不稳定。

四、GhostReplica 的定位

GhostReplica 是非权威节点上的实体投影。

它存在的目的不是替代 real entity，而是：

  • 让边界附近的观察关系不断链
  • 让相邻 partition 能看到近场对象
  • 给迁移窗口提供临时接力

GhostReplica 应该持有什么

  • entityId
  • sourceCellId
  • authorityRole = Ghost
  • 位置/朝向快照
  • 关键同步属性
  • 路由版本

GhostReplica 不应该做什么

  • 不应该做最终权威判定
  • 不应该独立决定战斗结果
  • 不应该写入长期实体状态

五、Witness 的定位

Witness 是客户端视角上下文。

它不是：

  • 实体本身

也不是：

  • 单纯附近查询算法

它更准确的角色是：

  • 客户端“我现在能看见什么”的运行时容器

Witness 应该持有什么

  • 当前 view radius
  • 当前可见实体集合
  • 进入视图和离开视图状态
  • 可见实体 alias / 压缩 ID
  • 发包缓冲
  • 当前 route version

Witness 应该负责什么

  • 判定 enter view / leave view
  • 决定给客户端发哪些实体
  • 决定是发 real 数据还是 ghost 数据
  • 聚合多个来源的可见集

六、两者的关系

建议明确成下面这条关系：

RealEntity / GhostReplica
    -> 参与 AOI / replication source
Witness
    -> 面向客户端挑选和组织可见集
Gateway
    -> 负责真正把数据发到客户端

也就是说：

  • GhostReplica 是视图来源的一部分
  • Witness 是视图组织者
  • Gateway 是网络出口

七、推荐对象关系

建议 Apollo 后续形成下面这组对象：

ReplicationService
    ├── WitnessContext
    ├── ViewTrigger
    ├── GhostReplica
    ├── GhostRouteTable
    └── AliasAllocator

WitnessContext

职责：

  • 维护客户端当前可见集
  • 跟踪 enter/leave 状态
  • 聚合发包

ViewTrigger

职责：

  • 处理空间边界事件
  • 通知 witness 某个对象进入或离开观察范围

GhostRouteTable

职责：

  • 记录某个实体当前 ghost 路由
  • 在迁移窗口中兜底消息转发

AliasAllocator

职责：

  • 给当前视图内实体分配短 alias
  • 降低同步包大小

八、推荐客户端视图流程

标准 view update 流程

  1. AOI/Trigger 发现对象接近可见边界
  2. WitnessContext 计算该对象是否应进入视图
  3. 若对象来自本节点 real，则登记 real source
  4. 若对象来自邻接节点 ghost，则登记 ghost source
  5. WitnessContext 更新 visible set
  6. ReplicationService 组装增量包
  7. 通过 Gateway 发给客户端

关键点

客户端看到的是：

  • 由 WitnessContext 决定后的可见世界

而不是：

  • 本地实体表原样输出

九、推荐边界观察流程

场景

玩家 A 在 partition 1 的边界附近。

玩家 B 在 partition 2，距离很近。

推荐流程

  1. partition 2 上的 real entity 为 B
  2. partition 1 为 B 建立 GhostReplica
  3. A 的 Witness 可以从 partition 1 直接看到 B 的 ghost
  4. 若 B 真正跨边界迁移，ghost 再参与过渡

为什么不能只临时查远端

因为实时每帧远程查找：

  • 延迟高
  • 难控
  • 顺序不稳定

GhostReplica 的意义就是把边界附近近场数据提前拉到本地。

十、推荐迁移窗口里的 ghost 路由

迁移窗口最容易出问题的是：

  • 旧权威刚切走
  • 新权威刚建立
  • 某些消息还在路上

这时需要一层显式 ghost 路由表。

推荐流程

  1. 源 cell 为迁移实体写入 GhostRoute
  2. 延迟到达的消息先查 route
  3. 若 real entity 已不在本地，则按 route 转发到目标 cell
  4. 目标 cell 接住后交给新的 real entity
  5. 迁移窗口结束后清理 route

为什么这层必须显式存在

因为迁移不是原子切换。

没有 route table，就只能赌消息刚好不乱序。

十一、推荐 WitnessContext 状态

建议至少维护下面这些状态：

  • Building
  • Active
  • Refreshing
  • Suspended
  • Closed

Building

  • 正在初始化客户端视图

Active

  • 正常提供视图增量

Refreshing

  • 切图或 route 变化后重建视图

Suspended

  • 断线后短时暂停

Closed

  • 彻底关闭并回收

十二、推荐 GhostReplica 状态

建议至少维护：

  • Shadowing
  • Bridging
  • Expiring
  • Closed

Shadowing

  • 正常做边界近场投影

Bridging

  • 正处于迁移窗口，参与消息接力

Expiring

  • 权威已经远离，准备回收

Closed

  • 已回收

十三、推荐接口方向

ReplicationService

  • update_witness_context
  • build_visibility_delta
  • flush_to_gateway

GhostManager

  • create_ghost_replica
  • update_ghost_replica
  • install_ghost_route
  • resolve_ghost_route
  • retire_ghost_replica

WitnessContext

  • enter_view
  • leave_view
  • refresh_view
  • suspend_view
  • close_view

十四、Apollo 中建议新增的抽象

建议未来新增：

  • modules/game/world/include/apollo/game/world/witness_context.hpp
  • modules/game/world/include/apollo/game/world/view_trigger.hpp
  • modules/game/world/include/apollo/game/world/ghost_replica.hpp
  • modules/game/world/include/apollo/game/world/ghost_route_table.hpp
  • modules/game/world/include/apollo/game/world/replication_service.hpp
  • modules/game/world/include/apollo/game/world/alias_allocator.hpp

十五、和当前 Apollo 的关系

Apollo 当前还没实现真正 distributed space，所以这层先不要急着全量落代码。

更稳的做法是：

当前阶段

  • 先把 WorldSession 和 WorldHost 跑顺
  • 单进程 world 先把客户端视图语义抽出来

下一阶段

  • 补 WitnessContext
  • 让客户端视图不再直接依赖本地 AOI 广播

再下一阶段

  • 补 GhostReplica
  • 补 GhostRouteTable
  • 进入真正的 distributed space

十六、结论

Apollo 如果要真正进入 BigWorld 模式，Witness 和 Ghost 一定要拆开理解：

  • Ghost 解决“实体在非权威节点如何存在”
  • Witness 解决“客户端到底看见什么”

只有这两层分开，分布式 AOI、边界观察、迁移不断链和客户端同步才会真正稳定。

否则系统很容易退化成：

  • 一个能跨节点查附近对象

但无法长期稳定运行的大世界原型。

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