cocos2d-x多线程渲染的一些探讨

可行性:

游戏循环主要包括这几个部分:
1、硬件事件,主要就是指触屏事件,按键事件和鼠标事件;
2、游戏事件,主要指定时器事件和预定义事件,比如schedule;
3、游戏逻辑,对于胖脚本端来说,这个就指的脚本逻辑;
4、渲染数据的生成,在引擎里面就是指node的visit,这里计算生成所有即将发往OpenGL的数据,包括顶点纹理坐标等attribute数据,变换矩阵纹理等uniform数据,混合模式等渲染状态;
5、通过OpenGL接口把所有数据发往OpenGL。

这几个步骤里面,只有第五个步骤需要涉及到OpenGL操作,而前面四个步骤都是为第五个步骤做准备,而第五个步骤不用或者很少需要反馈数据给前面四个步骤。这是一个典型的生产者消费者模式,在很低线程同步开销的情况下课采用多线程处理。

必要性:

处理游戏逻辑(包括前四个步骤)承担了太多cpu运算,而发数据到OpenGL也相当耗时,尤其涉及到多次的渲染状态切换。在多核cpu上面把二者分开可以提高并行性,进而提高游戏帧率。

一些方案:

cocos2d-x3.0之后有一个很大的转变就是不是在visit里面渲染,而是在visit里面生成渲染命令,并把命令发往render类缓存,等待某个时机处理这些命令,即渲染。

这是一个典型的命令模式,只要保证这些command的执行处理的数据和主线程(游戏逻辑的执行线程)不一样或者通过加锁做好和主线程的数据互斥,就可以保证线程安全。大多数数据我们都可以在visit(其实是draw)里面生成一份拷贝,而对于较少个数但是每个都包含大量顶点数据的对象,我们可以通过加锁做好互斥,比如粒子系统。较少的线程互斥操作也不会造成太大线程通信开销。

游戏主循环也是先执行游戏逻辑相关的四个步骤,然后通过条件变量告知渲染线程数据已经准备好。我们也可以使用双缓存系统,即创建两个渲染命令缓存,在渲染线程使用一个命令缓存进行渲染的时候,主线程逻辑可以把渲染命令发往另一个缓存。

如果主线程逻辑确实需要OpenGL处理才能得到的一些数据,我们也可以采用一些较为低效的折中方案。主线程通过类似于schedule的方式把命令发往渲染线程,然后等待,渲染线程维持一个这样的命令队列,每个周期优先处理这个队列,处理完成后通知主线程。这种做法不易多用。

说个例子,同步创建纹理并生成sprite的操作,这个生成纹理的部分需要放到渲染线程,这个就可以采用这种方案。而事实上游戏逻辑根本不需要关心这个纹理到底长什么样,主线程可以不用等到渲染线程处理完成这个纹理再继续运行,渲染线程再处理完成这个纹理后,通过schedule告知主线程,主线程更新这个texture2d对象的纹理ID即可,大大提高效率。

转自:zhangshuliai

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