LWJGL glGenVertexArrays() 正在阻止执行答案

【问题标题】：LWJGL glGenVertexArrays() is blocking the executionLWJGL glGenVertexArrays() 正在阻止执行
【发布时间】：2020-12-30 20:58:18
【问题描述】：

我最近在论坛上问了一个问题，为什么 ExecutorService 在获得期货后会阻止我的程序： ExecutorService and Future are blocking the main thread

问题是经过大量调试后，有罪的不是future.get()而是int vaoID = GL30.glGenVertexArrays();

我会总结一下我正在尝试做的事情，然后发布代码。基本上，我在玩家移动时生成地形。为了避免在生成时冻结游戏，我使用 callables 和 ExecutorService 和 Futures 实现了多线程。因此，当我必须生成地形时，我将向 ExecutorService 提交新任务（任务是计算地形的所有顶点/法线/颜色），然后对于每个未来，如果完成，我会得到结果并生成地形模型。但是在每一帧，第一个完成的未来都会导致冻结。实际上，造成它的不是未来本身，而是模型的创建，更准确地说是int vaoID = GL30.glGenVertexArrays(); 方法。

综上所述，我认为 glGenVertexArrays();正在阻塞线程，等待其他线程完成，而我对发生的事情一无所知。我正在使用 LWJGL 2 和 OpenGL 3.0+。

这是处理多线程的代码：


//method called each frame
private void checkForFutures(List<Future<SomeClass>> terrainsInCreation) {
        try
        {
            List<Future<SomeClass>> futuresToRemove = new ArrayList<Future<SomeClass>>();
            for(Future<SomeClass> future:terrainsInCreation) {
                if(future.isDone()) {
                    float time = DisplayManager.getCurrentTime();
                    try {
                        SomeClass t = future.get();
                        Key key = new Key(t.terrain.getChunkX(),t.terrain.getChunkZ());
                        t.terrain.generateTerrain(loader, t.vertices, t.indices,t.colors, t.normals); // Guilty line !
                        futuresToRemove.add(future);
                    } catch (ExecutionException e) {
                        e.printStackTrace();
                        Thread.sleep(1000000);
                    }
                }
            }
            terrainsInCreation.removeAll(futuresToRemove);
        }
        catch (InterruptedException ie)
        {
            System.err.println("BIG PROBLEM ON TERRAIN MANAGER");          
        }
    }

//method called when I have terrains to generate
    private void generate(List<Callable<SomeClass>> terrainsToCreate) {

        for(int i = 0; i < terrainsToCreate.size();i++) {
            terrainsInCreation.add(executor.submit(terrainsToCreate.get(i)));
        } 
    }

这里是 generateTerrain() 方法：

        int vaoID = createVAO();
        bindIndicesBuffer(indices);
        storeDataInAttributeList(0,3, positions);
        storeDataInAttributeList(1,3, colors);
        storeDataInAttributeList(2, 3, normals);

        unbindVAO();
        
        return new RawModel(vaoID, indices.length);

（我简化了代码）

这里是 createVao() 方法：


private int createVAO() {
        long start = DisplayManager.getCurrentTime();
        int vaoID = GL30.glGenVertexArrays(); // The first of each frame takes ~40-200ms
        long glGen = DisplayManager.getCurrentTime();

        vaos.add(vaoID);
        long add = DisplayManager.getCurrentTime();

        GL30.glBindVertexArray(vaoID);
        long bind = DisplayManager.getCurrentTime();
        
        System.out.println(String.format("Vao: gen: %d + add: %d + bind: %d = %d", 
                (glGen-start),
                (add-glGen),
                (bind-add),
                (DisplayManager.getCurrentTime()-start)));
        return vaoID;
    }

最后是常规生成的打印输出：


NEW CHECK
NEW CHECK
Vao: gen: 7 + add: 0 + bind: 0 = 7
Vao: gen: 1 + add: 0 + bind: 0 = 1
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
NEW CHECK
Vao: gen: 209 + add: 0 + bind: 0 = 209 (why????)
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 1 + add: 0 + bind: 0 = 1
Vao: gen: 1 + add: 0 + bind: 0 = 1
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 1 = 1
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
NEW CHECK
Vao: gen: 4 + add: 0 + bind: 0 = 4
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
Vao: gen: 0 + add: 0 + bind: 0 = 0
NEW CHECK
NEW CHECK

我打印“NEW CHECK”的每一帧，正如你所见，它并不完全是每一帧的第一帧，有时它不是，但是当发生生成事件时，第一帧总是非常慢。

我的问题是这里发生了什么，我可以做什么/测试/更新？

感谢您的帮助。

编辑

我必须明确在主线程中调用了 GL30.glGenVertexArrays()。这是程序开始时执行的上下文代码：


ContextAttribs attribs = new ContextAttribs(3,2)
        .withForwardCompatible(true)
        .withProfileCore(true);
        Mouse.setGrabbed(true);

        try {
            DisplayMode displayMode = new DisplayMode(WIDTH, HEIGHT);
            Display.setDisplayMode(displayMode);
            Display.create(new PixelFormat(),attribs);
            Display.setTitle("CubeLand");
        } catch (LWJGLException e) {
            e.printStackTrace();
        }

编辑 2

我删除了多线程，通过在主线程中执行所有操作，并且在生成时发生了相同的冻结，这是正常的，因为计算量很大，但是 GL30.glGenVertexArrays() 不是花时间计算。这证明该方法正在等待所有其他线程结束，但是为什么以及如何避免呢？？


NEW CHECK
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
Vao gen: 0
NEW CHECK

编辑 3 一些消息，当我拔下笔记本电脑时，显卡已关闭，主板显卡芯片组将其更换。突然，问题消失了。当然，我仍然会冻结，因为现在我的性能被切断了，即使使用多线程，处理器也很难生成地形，但 vao gen 时间又回到了 0。这令人困惑。

【问题讨论】：

如何处理场景中的 GL 上下文。进行多线程 GL 资源更新的唯一方法是使用多个共享的 GL 上下文，但是像 VAO 这样的轻量级状态容器不共享任何一种方式。某些 GL 函数会阻塞也很常见，尤其是在您遇到驱动程序的队列限制时在新帧之后。
@derhass 在我的 senario 中，在主线程中创建了一个 gl 上下文，然后在其他线程中完成的唯一事情就是填充一个自定义类，然后回到我正在使用的主线程中此类创建 vao 等...
"这证明这个方法正在等待所有其他线程结束" 不，它不能证明这一点。该行为仍然与 GL 在某些时候等待 GPU 完全一致，只是在主线程中花费的额外时间将与它原本必须等待的时间重叠。
@derhass 好吧，但那我该怎么办，我不希望 GL 在主线程中等待？！
我想告诉你的是，测量 GL 调用的执行时间永远不会给你任何确凿的证据，因为 GPU 将与 CPU 异步工作，而 GL 调用的返回时间并不意味着操作已完成 - 另一方面，任何 GL 调用都可能由于 CPU 和 GPU 甚至驱动程序线程之间的隐式或显式同步而阻塞。要真正分析正在发生的事情以及瓶颈的实际位置，您可以使用 NVidia NSight 等 GPU 分析器。

标签： java multithreading opengl lwjgl vao

【解决方案1】：

好的，经过 2 周的努力，我终于找到了解决方法。经过长时间的分析会话后，我 90% 确定 glGenVertexArrays() 正在等待一些线程完成它们的任务，我不知道为什么，但它关联了 2/3 倍。解决方法是等待所有期货出现，然后生成地形（也称为 glGenVertexArrays()）。这样，glGenVertexArrays() 不会暂停主线程，并且为了避免同时创建几十个地形，我每帧只创建 2-3 个，这并不明显。

【讨论】：