[游戏] 游戏中的资源管理资源高速缓存

来源：http://www.cppblog.com/Leaf/archive/2009/05/17/83230.html

《游戏中的资源管理――资源高速缓存》
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1.什么是资源高速缓存
    资源高速缓存的原理与其它内存高速缓存的工作原理是相似的。在游戏的状态转换过程中，有些数据是刚才使用过的，那么直接从资源高速缓存中载入即可。例如，RPG­游戏中主角从大地图进入一个房间，探索一番后主角退出房间，此时只要直接从缓存中载入大地图数据即可，节省了从硬盘载入数据的时间，要知道从硬盘载入数据是非常­慢的。当然，如果你的游戏所使用的数据文件很少，那么你可以在游戏运行过程中把这些数据完全储存在内存中，而不使用资源高速缓存。

2.一个简单的资源高速缓存管理器
    下面我将向你展示一个比较简单的资源高速缓存管理器，源代码来自我上一个游戏，如果你需要知道更多关于资源高速缓存方面的知识，请参考<<Game Coding Complete>>的第八章。
首先，需要一个机制来唯一标识一个资源，我们用下面这个结构来做资源句柄：

struct ResHandle
{
     ResHandle(std::string &resName, void *buffer, int size)
     {
         m_resName = resName;
         m_size    = size;
         m_buffer  = buffer;
     }


     ~ResHandle()
     {
         if (m_buffer != 0) delete[] m_buffer;
     }


     std::string   m_resName;    //资源名
     void         *m_buffer;     //资源句柄所标识的资源
     DWORD         m_size;       //资源所占内存大小 
}; 

好了，现在我们可以从资源名来找出这个资源了，接下来实现这个资源高速缓存管理器：

class CacheManager
{
public:
     CacheManager();
     ~CacheManager();

    //载入资源，resName为资源名，若载入成功size被设为该资源的大小
    //注意，管理中的资源不能在管理器外用delete显示的删除它
    void* Load(std::string resName, DWORD *size = 0);
    //设置缓存大小，单位MB
    void SetCacheSize(int sizeMB) { m_cacheSize = sizeMB * 1024 * 1024; }
    //得到缓存大小，单位MB
    int GetCacheSize() { return m_cacheSize / 1024 /1024; }


private:
     void Free();                               //释放lru链表中最后一个资源
     void *Update(ResHandle *res);              //更新lru链表
     ResHandle *Find(std::string &resName);     //找出该资源名的资源句柄

private:
     DWORD m_cacheSize;     //缓存大小
     DWORD m_allocated;     //已使用的缓存大小


     //lru链表，记录最近被使用过的资源
     std::list<ResHandle*> m_lru;  
     //资源标识映射
     std::map<std::string, ResHandle*> m_resources;
};


CacheManager:: CacheManager ()
{
     m_cacheSize = 0;
     m_allocated = 0;
}


CacheManager::~ CacheManager ()
{
     while (!m_lru.empty()) Free();   //释放所有管理中的资源
}


void * CacheManager::Load(std::string resName, DWORD *size)
{
     ResHandle *handle = Find(resName);   //查找该资源是否在缓存中

     if (handle != 0) //如果找到该资源句柄，则返回该资源并更新lru链表
     {
         if (size != 0) *size = handle->m_size;
         return Update(handle);
     }
     else
     {
         //先检测资源大小
         DWORD _size = 资源大小;


         //是否有足够空间?
         while (_size > (m_cacheSize - m_allocated))
         {
              if (m_lru.empty()) break;
              Free();
         }
         m_allocated += _size;


         buffer = new char[_size];
//在这里用任何你能想到的办法载入资源文件到 buffer
         …
         …


//记录当前资源
         ResHandle *handle = new ResHandle(resName, buffer, _size);
         m_lru.push_front(handle);
         m_resources[resName] = handle;

         if (size != 0) *size = _size;
         return buffer;
     }

     return 0;
}


void CacheManager::Free()
{
     std::list<ResHandle*>::iterator gonner = m_lru.end();
     gonner--;
     ResHandle *handle = *gonner;
     m_lru.pop_back();
     m_resources.erase(handle->m_resName);
     m_allocated -= handle->m_size;
     delete handle;
}


void * CacheManager::Update(ResHandle *res)
{
     m_lru.remove(res);
     m_lru.push_front(res);
     m_size = res->m_size;
     return res->m_buffer;
}

ResHandle * CacheManager::Find(std::string &resName)
{
     std::map<std::string, ResHandle*>::iterator it = m_resources.find(resName);
     if (it == m_resources.end()) return 0;
     return (*it).second;
} 

至此，你已经可以在游戏中缓存任何你想缓存的资源了^_^

3. 资源管理进阶
    至此你已经可以在游戏中缓存任何你想缓存的资源了，但是你的任务还没完成，当你请求的资源存在于缓存之外时，那个闪耀的硬盘灯可能就是玩家最感兴趣的东西了。
因此你必须根据不同的游戏类型使用不同的载入方式： 
    一次载入所有东西：适用于任何以界面或关卡切换的游戏 
    只在关键点载入资源：很多射击游戏都使用这样的设计，如“半条命” 
    持续载入：适用于开放型地图的游戏，如“侠盗猎车手”
    如果有可能的话，你还可以使用缓存预测机制，当CPU有额外时间的时候可以把未来可能用到的资源载入到资源高速缓存。
    最后，尽管在游戏的资源管理中资源打包不是必须的，但仍然建议大家把资源文件按类型分别打包到单一的文件中，这将为你节省磁盘空间，并加快游戏的载入速度。