Silverlight游戏开发心得（2）——调度器的其他话题

　　上篇文章的访问量竟然超过了1000，哈哈，还从来没有这么多人看过我的文章呢。虽然在公司内部，我十分看重交流，互相汲取经验，避免重复造轮子的事情发生，但在这之外，还没有过如此多的人来看自己的东西。

　　我仍然要强调一个事情，虽然已经强调多遍：朋友们，如果你打算腾出你宝贵的时间来看我写的文章，那么请你一定腾出更多的时间去实践一下，用代码来实践这一切。这要比阅读困难的多，我只花了个把小时就读完了调度器这个章节，但我却花了整整一个月来实现它。但也只有在这样的过程中，才能够学习到属于自己的东西——“实践出真知”。

　　I : 调度器的扩展

　　在上篇文章里，我向大家展示了一个简单调度器的结构。在这个基础上，能够做的事情还很多。其中性能的均衡是很重要的一点。建议大家看看这篇文章《游戏里的时钟》。里面那张消去波峰的图很有意思，当然那是一种理想情况，但并非没有可能做到。首先我们要得到系统的负载情况；在Silverlight 中这一点很容易做到；如果您对Silverlight 的API很熟悉，就能够想起来这个 Analytics 类，其实即便不熟悉也没有关系，随时可以查阅Silverlight文档----“Manual is your friend .” 更好的办法就是写成一个工具类，放在那里随时，可以调用。一旦得到CPU的负载，接下来的事情就好办多了，这时候就体现了调度器的强大，在调度器的结构里，需要执行的是一个个在队列里的时间任务和帧任务，还有每帧都执行一次，永不停息的渲染任务。（在实际的开发中，如果有必要，你也可以定义更多的任务类型。）或许某一段特殊的时间内，CPU的负载极高，达到你设置的警戒线了，比如60%，游戏里的人物变得很卡，这是非常糟糕的事情，这个时候就有必要进行一下时钟调节。

　　在简单调度器里，任务队列的任务是无条件得到执行的，那么现在，可能只有在CPU负载不超过警戒线的情况下得以执行，否则就会进行调节：调节的手段是多样的；调节的策略根据具体的情况而来。你可以简单的在高于警戒线的时候就略过一些任务；也可以把任务的帧间隔/时间间隔拉的更长，比如2帧执行一次的任务，可以是3帧执行一次，甚至你可以把那个永不停息的渲染任务停止，这都取决于你的具体情况。应该说，这里不仅仅是调度器的问题了，还需要很多其他的模块相配合，但最终是在调度器这里得到解决的。或许现在我要赞美一下调度器了，在开发过程中有这样一个单独的出口是多么美妙的事情呀。

　　据一个例子说明在游戏里调度器的性能调节：在游戏里新登录的时候，在出生地那里总是聚集着很多的人，这时候游戏会变得很卡，虽然你会很快离开这里到其他地方去冒险，但很卡，运动的很慢，离开这个地方都变得困难。这时候我们可以执行一个“视觉重点”的调节策略，假设你的注意力都集中在以你为中心的一小块区域上，对于其他区域你是不那么关心的，虽然随着你四处走动，这个区域在变化，就像你在舞台上被一盏灯照着一样。那么我们就可以调节调度器，把这个区域内的任务都照常执行，但在这个区域外的任务进行调节，注意，这个时候的调节也是要非常小心的，并不是越多越好，其实应该说是越少越好，比如你可以把其他人物的动画渲染帧频放慢，可以取消一些场景特效，但你无论如何都要保证你的网络数据包如期发送。我们需要找到负载最大的任务，但并不是说就要调节它，如果这个任务是非常的重要，那么可怕就要在其他地方想办法了。这都取决于你的游戏具体情况。应该说，设计一套良好的调节策略是不容易的。

　　在进行你的调节策略时，还需要防止一点，就是调节震荡的产生；比如你现在的CPU负载超过了警戒线，决定把A任务忽略执行，A任务被忽略后，CPU负载很快下降，此时系统觉得一切正常了，于是把一切都恢复了，A任务同样也得以恢复；结果CPU又马上超过负载，于是系统就在警戒线的两侧开始震荡，这不是我们希望的，要避免这些，要把调整量限制的更为合适，或者改进效果统计分析。

　　II：多线程

　　摩尔定律不再起作用后，并行编程的重要性怎么提都为过。

　　我要说一个令人沮丧的事情，在目前的结构和经验中，整体都是基于单线程的。都在探讨高效的算法，精巧的结构。但对于并行，提的不多，经验也少。我也尝试在游戏里引入并行，我必须要承认，这很难。当然了，对于我困难的事情，对于各位来说，或许很容易，毕竟我不是一个“Smart Guy”。调度器基于任务系统的结构，还是给我们使用多线程提供了方便的。首先，需要拆分代码中过于庞杂的函数。 比如在这个方法里 public void ExecuteFrame()，执行力帧任务队列，时间任务队列，还有渲染任务。如果把帧任务队列和时间任务队列拆分出来，就可以建立两个线程来分别执行他们。我要提到的一点就是，避免在不同的线程里执行和UI相关联的事情，即便使用异步委托取得了跨线程的操作权限，得到的结果仍然是阻塞的，串行的，这并没有多少意义。在设计的过程中，应该小心的辨别，分拆得到任务的执行顺序和关联关系，尽量避免竞争资源，逻辑处理放在前面（只要不涉及UI的时候，Silverlight还是可以真正多线程并行处理的），UI的渲染可以统一执行。

 　　这里涉及的种种问题，恐怕只有在实践中慢慢体会了，我希望自己这块砖抛出来，能吸引片片美玉飞来，大家共同探讨探讨。

在这里我把自己写的一个CPU统计的工具类分享给大家。

  public class CPUCounter
    {
        private static TextBlock txtCpuLoader;
        private static Canvas _canvas;
        private static System.Windows.Threading.DispatcherTimer dt;
        private static Analytics analytics;

        //此方法使IE的状态栏上显示FPS
        //大部分教程提到要在Html里面添加 <param name="EnableFrameRateCounter" value="true"/>，
        //但我的实验结果是添加与否都会显示FPS，但IE的安全设置要修改
        public static void ShowFrameFrequency(bool _showFrequency, int _maxFrameRate)
        {
            System.Windows.Interop.SilverlightHost host = Application.Current.Host;
            System.Windows.Interop.Settings settings = host.Settings;
            settings.EnableFrameRateCounter = _showFrequency;
            settings.MaxFrameRate = _maxFrameRate;
        }

        //添加一个CPU统计到指定的Canvas上面，可以指定颜色大小和位置
        //这个统计器是自启动的
        public static void AddCPULoader(Canvas _rootCanvas, int _fontSize, Color _color, Point _pos)
        {
            _canvas = _rootCanvas;
            txtCpuLoader = new TextBlock()
            {
                FontSize = _fontSize,
                Foreground = new SolidColorBrush(_color),
                FontWeight = FontWeights.Bold
            };

            _canvas.Children.Add(txtCpuLoader);
            Canvas.SetLeft(txtCpuLoader, _pos.X);
            Canvas.SetTop(txtCpuLoader, _pos.Y);
            dt = new System.Windows.Threading.DispatcherTimer();
            dt.Interval = new TimeSpan(0, 0, 0, 0, 1);
            analytics = new Analytics();
            dt.Tick += new EventHandler(PrintTxt);
            dt.Start();
        }

        static void PrintTxt(object sender, EventArgs e)
        {
            txtCpuLoader.Text = "CourseCPU:" + GetSuitableDouble(analytics.AverageProcessLoad, 2) +
                          "%      AllCPU:" + GetSuitableDouble(analytics.AverageProcessorLoad, 2) + "%";
        }

        //卸载CPU统计器
        public static void RemoveCPULoader()
        {
            if (_canvas != null)
            {
                _canvas.Children.Remove(txtCpuLoader);
                if (dt != null)
                {
                    dt.Tick -= new EventHandler(PrintTxt);
                    dt.Stop();
                }
            }
        }

        public static string GetSuitableDouble(double _d, int _digit)
        {
            string result = string.Empty;
            int d = (int)(_d * Math.Pow(10, _digit));
            double dd = d / Math.Pow(10, _digit);
            if (dd == 0)
            {
                for (int i = 0; i < _digit; i++)
                {
                    result += "0";
                }
                return ("0." + result);
            }
            if (dd.ToString().Length != d.ToString().Length + 1)
            {
                result = dd.ToString().PadRight(d.ToString().Length + 1, '0');
                return result;
            }
            result = dd.ToString();
            return result;
        }
    }