Question

请耐心等待，这可能有点难以解释清楚。我试图了解如何编写仅使用所需CPU数量的程序。解释起来有点混乱所以我只想用一个真实的例子。

我制作了一个具有无限主游戏循环的俄罗斯方块游戏。我把它限制在40 fps。但是循环仍然每秒执行数千甚至数百万次。它只是在经过足够的时间后将其限制为40 fps。

由于我有一个4核CPU，当我运行游戏时，一切都很好，游戏运行良好。但游戏过程的CPU使用率保持在25％。这是预期的，因为它是一个无限循环并持续运行。

然后我在线阅读为主循环添加1 ms的延迟。这立即将使用量减少到约1％或更低。这很好，但现在我故意每个循环等待1毫秒。它的工作原理是因为我的主循环执行时间少得多，1ms延迟不影响游戏。

但是如果我制作更大的游戏呢？具有更长和更多处理器密集循环的游戏。如果我需要1ms时间片来顺利运行游戏，该怎么办？然后，如果我删除延迟，处理器将再次跳到25％。如果我添加延迟，游戏将会很慢并且可能会有一些延迟。

在这种情况下，理想的解决方案是什么？如何对真实游戏/应用程序进行编码以防止出现此问题？

Answer 1

由于您在标签中列出了三种不同的语言，因此我将保留此常规，而不提供代码示例。

一般情况下，为了避免刻录CPU，从不都有一个在每次迭代上都没有的循环：

做有用的工作

基于循环计数器跳过

或调用一些阻塞调用，阻止I / O或线程wait()。

sleep()是阻塞调用的一个示例，但正如您所观察到的，在许多情况下，它有点像躲闪。

所以：

while(true) { if(some_condition) { foo(); } }

......很糟糕。（我的一个朋友曾经用这样的代码把共享的大型机带到了一边）

您需要找到一个对显示API的调用，该调用会阻塞直到垂直同步。我相信DirectX，device.Present()就是这样一个调用，如果设备设置得当。

在单线程游戏中，逻辑可能会出现：

while(game is active) read user input calculate next frame blocking call to display API

因此，CPU会休息，每次都等待垂直同步。

至少有两个线程更常规，一个处理渲染循环，另一个处理游戏状态。在这种情况下，渲染循环需要像以前一样等待垂直同步。游戏状态循环需要阻塞，直到渲染循环准备就绪。

渲染线程循环：

while(game is active) notify() prepare_frame(game_state) blocking call to display API

游戏状态线程循环：

while(game is active) read user input update game_state wait(display_loop_thread)

请务必了解线程等待/通知/加入，以便理解这一点。

此模型允许您拥有其他也影响游戏状态的线程。例如，另一个线程可能控制AI敌人。

另一种方法是使计算事件驱动，并在vsync之后触发它们：

while(game is active) calculate next frame blocking call to display API gameLogic.onFrame()

如果onFrame（）花费的时间超过一帧，那么游戏的帧速率就会受到影响。这是否重要取决于游戏;解决方案超出了这个答案的范围 - 如果对你来说很重要，那么可能是时候买一本关于视频游戏架构的书了。

Answer 2

而不是睡眠1毫秒，你可以睡觉X毫秒，其中X是用公式max(NextDrawingTime-CurrentTime, 0)

计算的

如何编写适当的CPU利用率？

2 个答案: