就是它,游戏卡顿的罪魁祸首

在U3D游戏中内存管理一直都是让人比较头疼事情,现在手机游戏是越做越大,和端游一样,每次卡顿和每次的内存增长对玩家来说都是一个比较差的体验。听到过一句话,说游戏开发做久了就会变成“GC怪”,因为在游戏开发过程中,需求变化多,功能不停的迭代,内存问题也一直存在,需要不停的去优化它。

在unity2018中集成来正版的.NET4.X和C#7.3,引入了ref return 和ref locals,让值类型的操作更加便捷,在U3D2019中更是加入来增量式GC,减少来GC带来的卡顿问题,比以前的版本灵活来许多。

讲了这么多,可能很多人还不知道什么是GC,GC的全称是Garbage Collection,也就是垃圾回收的意思,是一种自动管理堆内存的机制,管理堆内存上对象的分配和释放。

一、内存管理方式

我们常用的内存管理方式有三种:

1.手动管理,像C/C++一样使用malloc/free或者new/delete来为对象分配释放内存。这张方法的优点是速度快,没有任何额外开销,缺点是要去人工了解每个对象的使用情况,这样很容易发生各种问题,比如内存泄漏,野指针和空悬指针等。

2.使用引用计数,它的思想是对象创建出来以后,维护一个针对该对象的计数,使用该对象的地方对该计数加1,使用完后减1,当计数为0时,销魂该对象。这种方法类似半自动内存管理方式,优点是可以把分配和释放的开销分布在实际使用过程当中,速度比较快,不过会存在一个循环引用的问题。引用计数是一种比较常用的内存管理方法,比如U3D中物理引擎PhysX就是使用引用计数来管理各种对象的。

3.追踪式GC器,unity使用的GC器是一种叫标记/清除的算法,它的思路是当程序需要进行垃圾回收时,从根出发标记所有可以到达的对象,然后回收没有标记的对象,这是一种全自动的内存管理方法,程序员完全不用追踪对象的使用情况,也不存在循环引用无法回收的问题。在unity中使用的是一种叫boehm-Demers-Weiser的GC器,它的特点是:

(1)stop the world ,即当GC发生时,程序的所有线程都必须停止工作,在回收时也要停掉所有线程。

(2)不分代,.NET和java会把托管堆分成多个代,新生代的内存空间非常小,而且一般来说,GC主要集中在新生代上,让每一次GC的速度很快,但是在U3D中GC是完全不分代的,只要发生GC,就会对整个托管堆进行GC。

(3)不压缩,不会对堆内存进行碎片整理,类似我们的磁盘一样,使用久了就会有很多的碎片,造成磁盘上有很多小空隙。同样在U3D中GC会造成托管堆出现很多这样的间隙,这些间隙不会合并,当申请一个新对象时,如果没有任何一个间隙大于这个新对象的大小,堆内存就会增加。

二、影响GC性能的因素

主要因素有2个:

1、可达对象的数量

2、托管堆的大小

可达对象是不会被GC回收的对象,减少这类对象的方法是减少对象的数量,如下:

就是它,游戏卡顿的罪魁祸首_第1张图片

将会产生10个Actor对象。

如果使用以下方法:

就是它,游戏卡顿的罪魁祸首_第2张图片

只产生一个对象,方法很简单,但是却很有用,如果在需要每帧去处理的对象上去使用这类优化,会得到意想不到的效果。

而优化托管堆的大小主要通过以下几个方面:

1、减少临时内存分配,因为临时内存会使内存短暂的增长,而且会产生碎片

2、防止内存泄漏,也就是存在互相引用无法回收对象的情况,或者没用到的对象,但是对它还有引用,导致释放不掉。

 

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就是它,游戏卡顿的罪魁祸首_第3张图片

 

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