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unity3d性能:GC分析2

unity3d性能:GC分析2

作者: 老掌门CEO | 来源:发表于2017-09-15 21:21 被阅读262次
    unity 

    本文讲解针对GC的优化具体的操作,针对GC的产生以及原理不清晰的可以查看

    unity3d性能:GC分析

    文章。本文分析的几个点:

    1 缓存

    2 定时器

    对象池

    4 数组

    5 减少不必要内存垃圾

    6 减少单次GC的运行时间



    缓存

        在函数中,如果使用数组并且不需要返回该数组作为函数结果,就会产生不必要的堆内存垃圾,这时可以在函数外对函数进行缓存操作。

    例如如下代码,每次调用都会产生一个新的数组,造成内存分配,使用完该函数会导致产生内存垃圾,主要是每次都用都产生一个。

    void OnTriggerEnter()

    {

    Transform[ ]  objLists = Transform.GetChildrens();

    ExampleFunction2(objList);

    }

    然而如下代码,通过缓存一个数组,则每次调用函数都不会进行新的内存分配,重复使用缓存的数组,从而减少了内存垃圾的产生。

    public  Transform[ ] objList;

    void Start()

    {

    objList = Transform.GetChildrens();

    }

    void OnTriggerEnter()

    {

    ExampleFunction(objList);

    }

    另外在update()/LateUpdate()等函数中,添加条件判断以及计时器用来减少堆内存分配。

    void Update()

    {

    Test(transform.postion);

    }

    void Test()

    {

    GameObject  box = Instanist("Prefabname") as gameObject;

    box.tranfrom.positon = transfrom.postion;

    }


    定时器

    上述代码表示,在绑定该脚本的物体的运行轨迹上,不断的创建box物体,又可以是为了画出物体的运动轨迹或者汽车的车胤之类的功能,当然写法是不好的,此处只为示例。update中不断的创建box,不断的产生堆内存垃圾。改为如下代码:

    public Vector3 PreviousPostion;

    Update()

    {

        if(tranform.postion ! = PreviousPostion)

    {Test(tranform.positon);}

    }

    void Test()

    GameObject  box = Instanist("Prefabname") as gameObject;}

    box.tranfrom.positon = transfrom.postion;

    PreviousPostion = transform.postion;

    }

    上述代码保证了,当物体位置不断的时候,不会创建新的box,有效的降低了内存垃圾的产生频率。如果再加上一个定时器如下:

    public float Time =2;

    Update()

    {

    Time -= time.deltaTime;

    if(Time <= 0)

    {

    if(transform.postion != PreviousPostion)

    {

    Test(transform.postion);

    }

    Time = 2;

    }

    }

    通过条件判断,定时器来限制Update()函数中某些容易产生对内存分配的执行频率,可以有效的降低内存垃圾的产生。


    对象池

    另外一点,对于unity3d中生命周期函数update()中,尽量避免创建引用类型,可以在变量声明处进行缓存,此时如果必须要进行对象的重复创建销毁,例如王者荣耀中,英雄不断的出生死亡,暴君小兵的销毁创建,针对此类问题,需要我们经常使用的对象池概念object-Pool。不理解可查看unity中对象池(引用文章)对象池的意义在于,减少对内存的垃圾,减少GC,提升游戏性能。对象池对应的单例设计模式在上文中有详细介绍,再次不做细致应用讲解。另一篇官方的对象池相关的文章Unity:Object Pooling,是一篇不错的从本质上理解对象池概念的文章。


    List.Clear()

    这个是老生常谈的问题了。游戏开发中很多时候有些不注意的地方容易产生多余的数组分配,导致不必要的内存垃圾。下列代码中m_objList列表每次使用都需要重新创建一个,重新分配一段堆内存,产生巨大垃圾。

    Update()

    {        m_objList = new List(); 

             Test(m_objList);      

     }、

    改为如下代码,只需要创建一个列表,每次需要使用的时候,Clear()一些就可以当作新的列表使用了,类似于对象池的概念,重复利用率达到最高,尽量减少内存垃圾,减少GC调用的次数,单次GC的运行时间。

    public List m_objListe;

    Update()

    {  

      m_objList.Clear()

       Test(m_objListe);

    }


    减少不必要内存垃圾


    string字符串

    C#中string为引用类型,分配到heap上,所以需要GC来清理回收。项目开发中对string的操作非常多,不注意会导致内存垃圾。string变量定义赋值后,如string name = "xiaoTang",name的值“xiaoTang”是不可更改的,如name +=" 3 years old";这样会产生一个新的string name = "xiaoTang 3 years old";而“xiaoTang”这个旧的string还是存在于内存中,作为一个单独的变量,没有被使用,变成了内存垃圾。这就是字符串容易产生内存垃圾的原理。那么如果游戏中Text总的内容是一个显示变化的标签,就更容产生巨大的垃圾了。如下面代码所示。

    public Text timerText;

    private float timer;

    void Update()

    {

    timer += Time.deltaTime;

    timerText.text = "Time:"+ timer.ToString();

    }、

    更改后,变化的部分和不变的部分分离,代码得到很大优化。

    public Text timerHeaderText;

    public Text timerValueText;

    private float timer;

    void Start()

    {

    timerHeaderText.text = "TIME:";

    }

    void Update()

    {

    timerValueText.text = timer.ToString();

    }

    PS:针对string的Key:

    1 降低字符串创建次数:1个string被多次使用就要缓存起来,降低string多次创建。

    2 降低字符串操作次数:Text中的不变部分与可变部分分离开,作为2个单独的Text。

    3 StringBiulderClasss:代替string进行字符串实时创建。stringBuilderCalss专门针对不需要内存分配设计。

    4 Debug.Log()函数:即使输出为空,也会创建至少1个空字符串,项目中大量使用输出,需注意。

    Unity3d函数调用

    编写代码时,调用插件/工具/引擎代码中函数时,容易产生内存garbage。本节列举部分:

    Mesh.normals:迭代器中不断使用myMesh.normals,函数每次返回会创建一个数组用以存放结果。

    voidExampleFunction()

    {for(inti=0; i < myMesh.normals.Length;i++)

    {

    Vector3 normal=myMesh.normals[i];

    }

    }

    同样功能,替代代码:只产生了一个垃圾,替代了迭代器中多个垃圾。

    voidExampleFunction()

    {

    Vector3[] meshNormals=myMesh.normals;

    for(inti=0; i < meshNormals.Length;i++)

    {

    Vector3 normal=meshNormals[i];

    }

    }

    GameObject.name/GameObject.tag/input.touches/Phycis.PhereCastNonAlloc():这些函数都会产生用以返回结果的应用类型内存垃圾,unity提供了替代函数避免垃圾产生;

    privatestringplayerTag="Player";

    void OnTriggerEnter(Collider other)

    {

    boolisPlayer = other.gameObject.tag ==playerTag;

    }

    替代代码:gameObject.CompareTag()函数替代GameObject.Tag进行比较,避免垃圾产生。

    privatestringplayerTag ="Player";

    voidOnTriggerEnter(Collider other)

    {

    boolisPlayer =other.gameObject.CompareTag(playerTag);

    }

    用Input.GetTouch()和Input.touchCount()来代替Input.touches

    Physics.SphereCastNonAlloc()来代替Physics.SphereCastAll()。

    装箱

    装箱操作指:值类型被用作应用类型时内部变化过程。如:int类型被当作参数传入需要object类型参数的函数。string.Format(string,Object);

    voidExampleFunction()

    {int cost =5;

    string displayString = String.Format("Price:{0} gold",cost);

    }

    cost变量进行了装箱操作。装箱操作会在堆内存上分配一个system.Object空间来缓存变量,这个缓存变量就是垃圾。当然,函数调用中,很多插件工具闭包中的代码我们不知道,调用的时候很容易产生垃圾,需要我们尽量避免。

    协程(StartCoroutine())

    yield return 0;会产生垃圾,0作为int值类型传入了需要object引用类型个的函数中,产生了装箱操作。yield return null替代就不会有问题。

    对于协程,unity用来控制主线程之外的独立任务,或者用以控制代码执行顺序。替代方法很多,多个事件之间可以利用委托事件方法实现控制代码执行顺序。

    Foreach()

    unity5版本之间,每一次迭代会产生一个object引用对象垃圾,是由于装箱操作引起的。5版本之后,unity修复了此问题,再次不在赘述。


    如何降低单次GC的运行时间?

    该部分主要讲重构代码:

    每次GC,需要检查所有的堆内存上的对象,引用类型对象的数量要降低。

    struct类型是值类型,如果里面包含引用类型,GC就必须检查struct里面所有的对象,包含值类型。如下,name导致GC 的时候struct结构体中所有对象都必须进行检查。

    public struct ItemData      //值类型

    {

    public      string      name;   //引用类型

    public int cost;

    public Vector3 position;

    }

    private ItemData[] itemData;

    重构代码的方式,是把struct拆分开,这里根据具体需要做决定,有些时候这样的重构方式导致程序可读性差,读者自己权衡。

    如下代码,GC检查dialogData的时候,会检查nextDialoglog对象。替代代码中用ID替代了对象实体的引用,避免了检查次数的增加。

    publicclassDialogData

    {privateDialogData nextDialog;publicDialogData GetNextDialog()

    {returnnextDialog;

    }

    }

    替代代码:

    publicclassDialogData

    {privateintnextDialogID;publicintGetNextDialogID()

    {returnnextDialogID;

    }

    }

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