引擎架构剖析——UE4多线程使用和分析(三)

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深入剖析UE4引擎的多线程世界

在复杂的游戏开发中，UE4引擎的多线程技术是性能优化的关键。让我们一起探索其核心特性与应用：

• Tick生命周期管理：UE4的Tick系统为多线程提供了基石，确保关键逻辑在正确的时间执行。


• 多线程垃圾回收：背后的机制让资源管理更加高效，确保游戏运行流畅。


• 多线程实战：AsyncTask与自定义FAsyncTask，为并发任务提供了灵活的解决方案。


• 资源加载解析的并行处理：加快加载速度，提升用户体验。


• LevelStreaming全解析与大世界优化：物理优化、Navmesh的运用，构建无缝游戏世界。


• 区域管理和空间划分：精准的区域管理，确保性能负载均衡。


• 海量AI支持与LOD优化：AI的并行处理，减少主线程压力。


• 内容工业化生产：通过多线程提升内容生成效率，满足大规模项目需求。

优化策略与实例

多线程的巧妙运用在于平衡并发与依赖，如使用FParallelFor封装Task管理，确保任务分发与执行的高效。

1. 自定义并行计算：ParallelForImpl，将任务分发到多个线程，利用FTaskGraphImplementation优化执行顺序。


2. 动画与异步交互：FParallelAnimationCompletionTask和FRunnableThread，确保动画流畅进行。

线程优化与同步策略

通过TaskGraph，如GameThread和AudioThread的管理，避免主线程负载过重。在iOS等平台上，要关注线程数量与功耗的关系。

• 线程调度优化：合并连续任务，降低功耗。


• 核心绑定与亲和性调整：减少核心间的竞争，提高效率。


• 同步场景分析：动画、物理和数据安全的同步处理，确保游戏流畅运行。

核心代码示例

关键代码片段揭示了这些策略的实践应用：

• 动画同步：保持数据同步，避免卡顿，如FScopedLock保证数据一致性。


• 物理处理：异步物理查询降低主线压力，如实现原子操作。


• 多线程安全：互斥锁保护临界区，如FCriticalSection的使用。

ECS与多线程的结合

ECS框架在多线程场景下的优势，尽管存在挑战，但也提供了性能提升的可能性。开发者应理解并合理运用，以提升整体项目性能。

总结，UE4的多线程技术是性能提升的关键，但实际运用中需要深度理解和精细调整。随着技术的不断进化，开发者需持续学习和优化，以适应游戏开发的挑战。

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班玛县13590173567： unity 为什么避免使用 多线程 - ？
石界维英： 不只Unity,大多数游戏引擎都是单线程的,因为大多数引擎都是主循环结构,逻辑更新和画面更新的时间点要求有确定性,如果在逻辑更新和画面更新中引入多线程,就需要做同步而这加大了游戏性程序员(编程关卡的程序员)的开发难度.所以需要异步功能的时候,游戏引擎总是倾向于使用time slicing的策略而不是使用多线程,Unity中的协程(coroutine)yield语法本质就是time slicing.但是多线程也是有好处的,如果不是画面更新,也不是常规的逻辑更新(指包括AI、物理碰撞、角色控制这些),而是一些其他后台任务,比如网络传输,则可以将这个独立出来做成一个工作线程,这需要写Unity游戏的Native扩展.

班玛县13590173567： unity引擎是单线程还是多线程 - ？
石界维英： Unity3D中的多线程.线程是一个相当复杂的话题,但如果掌握了它,就可以从容的使用多个硬件处理器或处理很难划分管理数据块. 如在场景中用A*算法进行大量的数据计算,变形网格中操作大量的顶点,持续的要运行上传数据到服务器,二...

班玛县13590173567： 为什么要在应用程序中使用并发和多线程 - ？
石界维英： 在早期单核架构的系统中 多线程并发可能并不会比协同之类的有更高的执行效率,但在现代多核时代 多线程可以让程序更好的应用计算机多核的能力,可以把一部分的计算量分担到其他cpu上,减少主cpu的计算量从而达到减少运算时间 好处的话 简单来说就是快 但是坏处也带来不少 多线程运算 需要注意线程间的调度和协作 需要处理好多线程共享的变量,需要处理好变量锁 有的时候没处理好甚至可能导致死锁或者其他问题

班玛县13590173567： 程序架构使用了多进程就不能使用多线程了么?多线程与多进程之间是只能取其一的关系么 - ？
石界维英： Winform类系统的自动更新就是典型的多进程+多线程的例子.其中进程主要有2个,一个是功能进程,一个是下载进程.即,登陆系统时,打开功能程序,验证系统的版本,若版本低于服务器版本,就启动下载进程,将最新版本下载到本地,然后重新打开功能进程.一般大型网游的更新,更新补丁是一个进程,游戏运行是另外一个.多线程就很常见了,比如下载补丁更新进度的提示,安装进度的提示,用的都是多线程技术.即窗体定期刷新进行显示,而真正的处理在和窗体线程同级的另一个线程中 很遗憾,这种东西的跨度比较大,没有很简单的例子

班玛县13590173567： 多核与多线程技术到底区别在哪里?! - ？
石界维英： 毫无疑问的,“多核”、“多线程”此二词已快成为当今处理器架构设计中的两大显学,如同历史战国时代以“儒”、“墨”两大派的显学,只不过当年两大治世思想学派是争得你死我亡,而多核、多线程则是相互兼容并蓄,今日几乎任何处理...

班玛县13590173567： 多线程和多进程模式有什么区别 - ？
石界维英： 多线程指的就是程序实现了计算的多线程话(小心线程间类型安全哦... 多线程模式指的是多线程程序如何去架构整体的多线程运行结构,所以叫模式啊

班玛县13590173567： cpu 核和线程的区别? - ？
石界维英： 单核就是CPU集成了一个运算核心; 双核是两个运算核心,相当于两个CPU同时工作; 四核是四个运算核心,相当于四个CPU同时工作; 多核:CPU最初发展的时候是一个CPU一个处理核心,CPU的性能主要靠提高核心工作频率来提高,由...

班玛县13590173567： 程序什么时候应该使用线程,什么时候单线程效率高 - ？
石界维英： 1.耗时的操作使用线程,提高应用响应 2.并行操作时使用线程,如C/S架构的服务器端并发线程响应用户的请求. 3.多CPU系统中,使用线程提高CPU利用率 4.改善程序结构.一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改.

班玛县13590173567： 对于游戏引擎的话,是用一个线程执行好还是用TimerTask?？
石界维英： 要反复按周期执行某个操作可以使用TimerTask类,比tread消耗资源低,但是如果是做一些非常耗时操作的话还是开新线程吧.timer毕竟还是会阻塞线程.实际上tread和timertask经常结合使用

班玛县13590173567： 用于多任务,多线程架构有哪些 - ？
石界维英： 多任务是操作系统可以执行多个程序的能力.操作系统使用硬件时钟为每个程序配置时间片段.Windows 16位版本支持有限度的多任务,Windows 32位版本支持真正的多任务,还有多线程.多线程是在程序内部实现“多任务”.DOS 系统...