分析函数内存和 CPU 使用率答案

【问题标题】：Analyzing function memory and CPU usage分析函数内存和 CPU 使用率
【发布时间】：2017-02-08 14:16:51
【问题描述】：

我正在制作一款电子游戏，它是一款非常小的 2D 射击游戏。最近我注意到当场景中有大约 9 个或更多子弹时，帧速率会急剧下降。我的笔记本电脑可以处理高级 3D 游戏，而且我的游戏非常简单，所以硬件应该不是问题。

所以现在我有一个非常大的代码（至少对于一个人来说），我很困惑我应该在哪里寻找？子弹相关的函数和类太多了，比如不知道怎么分析是渲染函数有问题还是更新函数有问题？其他程序我可以用MVS 2015的调试工具，但是对于一个游戏来说，就不太实用了，比如我在render函数前放了一个断点，一秒要检查60次加上我什么都不能输入所以我永远不会有子弹来测试渲染功能！我尝试使用任务管理器，发现每个子弹的 CPU 使用率上升得非常快，但是当游戏速度变慢时，只有 10% 的 CPU 被使用！

所以我的问题是：

无法使用调试工具如何分析函数？
为什么游戏仍然可以使用系统资源时速度变慢？

【问题讨论】：

你需要做的是一些profiling。通过这种方式，您可以查看哪些函数花费的时间最多或被调用的次数最多，然后您可以开始查看它们以进行优化。虽然看起来你有一个好的开始，因为你知道它一定与“子弹”有关。

标签： c++ visual-studio debugging sfml

【解决方案1】：

要查看哪个部分消耗了大部分处理能力，您应该使用函数profiler。它不会“调试”，但它会在完成时创建一个报告。

Valgrind 是一个很好的工具。

为什么游戏变慢了？取决于您的实施。我可以创建一个程序，将两个数字相除，然后计算结果需要 5 分钟。

【讨论】：

Visual Studio 有自己的堆和 CPU 分析器，但它们可能在社区版本中不可用，我不确定。
@shayan 老实说，我还没有从书中学到这一点。我边做边学。试试看，边做边学。网上有很多教程。
@shayan 我理解，但具有讽刺意味的是，我的回答仍然适用。想想sleep 命令。这完全取决于您的实施。你永远不会找到这个问题的唯一答案。
@Shayan 老实说，好的代码确实是一个视角问题，你的书可能声称是关于编写好的代码，但这并不意味着它是一本关于如何编写好的代码的好书。关于您关于为什么不使用更多 CPU 资源的帖子，您是否将其开发为多线程？程序不会自动检测有多少可用 CPU 资源，只会从中获取资源，除非您开发游戏来做到这一点。
@Shayan 很多这些高级 3D 游戏都利用了一些功能，例如将工作卸载到其 GPU 上，使用诸如计算着色器之类的东西，甚至进行自己的负载平衡在您的 CPU 上，为了让它们占用资源，这些功能不仅是程序附带的，而且必须开发到应用程序中。

【解决方案2】：

我们也从事视频游戏行业，我们在 PC 上使用一个非常简单的工具进行 CPU 分析：非常困。

http://www.codersnotes.com/sleepy/

这很简单，但确实帮助了我很多次。只需从 IDE 启动程序，让非常困倦的运行几千个样本，然后就可以开始了！

【讨论】：

你能详细解释一下吗？该网站并没有真正描述它是如何工作的。排他性和包容性是什么意思？
Inclusive 是包括对子例程的所有潜在调用在内的时间。排他性是仅在该例程中花费的时间。例如，update 例程可能会花费 50% 的帧时间，包括在内，但例程本身很可能包含对不同例程的一些调用。如此独特，它可能只有几个 %。
我对游戏进行了测试，有 3 个函数占用 CPU 资源最多。 79% Exclusive 的 RtlSubscribeWnfStateChangeNotification 位于顶部。我写的最消耗CPU的函数只消耗0.02% Exclusive...这给了我什么线索？
您需要弄清楚RtlSubscribeWnfStateChangeNotification 是什么以及为什么它会耗费这么多时间。首先要找到该函数的调用堆栈。它必须在您的代码中的某处调用。尝试找到它，看看到底发生了什么。

【解决方案3】：

说到内存漏洞，Valgrind 是一个很好的工具，正如 The Quantum Physicist 已经指出的那样。对于时间安排，我会编写自己的小型跟踪/分析工具（如果我的 IDE 还没有的话）。使用文本调试输出将短消息写入日志文件。类似的东西：

void HandleBullet() {
    printf("HandleBullet START: %i", GetSysTime());
    // do your function stuff
    printf("HandleBullet END: %i", GetSysTime()); // or calculate time of function directly
}

在您认为可能需要很长时间的所有函数中写入这些调试消息。执行一段时间后，您可以查看该文件并查看是否发生了明显的事情（在某处阻塞）。如果没有，请使用您选择的高级语言为您创建的日志文件编写一个小型解析器，以整理和分析您的输出。计算诸如在某个函数上花费的总时间之类的东西，或者绘制哪些函数花费时间最长的图表。如果您坚持使用易于解析的日志消息样式，应该不会太难。

【讨论】：