unity3d性能:GC分析2

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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