八、游戏内置性能剖析

要确保游戏高效运行，需要对代码进行优化。根据二八定律，只需要找出影响性能的关键代码进行优化即可。

要知道哪里需要进行优化，就需要用剖析器剖析游戏的性能。很多第三方剖析工具有很多限制，所以很多游戏引擎都有某种形式的内置剖析器。

剖析其让程序员标记一些代码段落并给每个段落命名。剖析器会使用CPU的高分辨率时钟去度量每段代码所花的时间，并记录在内存。

1.层阶式剖析：

大部分计算机程序是层阶式的，即可以实现函数的层级调用。调用堆栈(call stack)在函数层级调用中可表示从当前执行的函数到达根函数的路径。

很多商用的剖析软件能自动地在被剖析程序的每个函数中加入测控。此功能可以同时度量在剖析期间每个函数调用的包含(inclusive)和排除(exclusive)时间。此外有些剖析工具还能记录每个函数的调用次数。

2.一个简单的游戏内置剖析工具实现：

可以在游戏引擎里实现一个简单的剖析工具：

while(true)
{
    {
        PROFIE("PollJoypad");
        PollJoypad();
    }
    {
        PROFILE("Update");
        Update();
    }
    {
        PROFILE("RenderScene");
        RenderScene();
    }
}

PROFILE()宏会以一个类去实现，该类的构造函数负责开始计时，而析构函数则停止计时，并以指定的名字记录执行时间。
这个类只会为其块作用域(block scope)内的代码计时。这是由于C++特性：对象进出作用域时会自动构造和析构。

3.高级剖析工具：

处理层级调用：

上面的简单方法不适合层阶式的函数调用分析。解决办法是在采样时描述层级关系，可以在采样代码之外的地方(例如在引擎初始化时)预先声明所有样本箱，样本箱之间也要定义父子级关系。

这种方法也有问题，即默认每个函数都只有一个父函数，对于一个函数被多个父函数调用不适用。

调用计数：

记录函数在每一帧的调用次数非常简单-剖析器在每次收到时间样本时，使样本箱子里的计数加一即可。每帧开始时把计数器重置。

九、游戏内置内存分析器

PC游戏对内存方面的限制较少，因为有强大的虚拟内存系统。

追踪内存使用的难点：

你不能控制他人代码的分配行为。（引擎通常会链接一些第三方库，优良的库会提供内存分配钩子，而有些库不提供。）
内存有不同形式。（内存有主内存和显存，显存几乎不可能跟踪，因为图形API会隐藏显存分配细节。）
分配器有不同形式。（如果只跟踪new/delete的调用，那么各种分配器除了调用了一次new之外就没有其他信息了。我们需要分别跟踪每个分配器内的分配情况。）

编写优良内存分析工具的要点：

提供准确信息。
把数据以直观的方式呈现。
提供上下文信息以追踪问题根源。

（END）