腾讯游戏学院专家：做一个多线程游戏框架可以多简单？

腾讯GWB游戏无界 2019-08-29

导语如何做一个多线程游戏框架？腾讯游戏学院专家Tao将在本文通过一个demo来说说游戏逻辑的多线程化。

众所周知现在各种游戏终端的发展十分迅猛。其中一个共同的特征是“多核化”，由此带来了游戏开发的“多线程化”，但大量的切入点主要集中在引擎层、WorkerThread层。那游戏逻辑层呢？这里笔者想通过一个demo来说说游戏逻辑的多线程化，然后再推销一下它下面的地基GLogic。

这里我们先定一个小目标：

“一套代码，支持各种线程模式，开发还很简单。”

然后我们来看看demo:

https://share.weiyun.com/5zLdeWj

请用Unity2018.2.0f1打开这个工程。实际上真正有意义的代码并不挑Unity版本，只是笔者拖了个UI，所以有兼容性问题。

1Demo

1.1命名规范

L代表Logic

M代表Main

N代表Net

线程模式里的LMN、LM_N、L_M_N的含义：

• LMN：LogicMainNet都在一个线程里；
• LM_N：LogicMain在一个线程里，Net在单独的线程里
• L_M_N：Logic Main Net各自在自己单独的线程里
  

1.2 Demo1

打开Demo1；

选中Entrance节点；

在inspector上选择线程模式；

点击播放按钮；

在Console窗口下观察不同；

L_M_N模式下你应该看到这样的输出：


LM_N和LMN模式下你应该看到这样的输出：


然后，然后这个无聊的demo就完了。那这个无聊的demo到底做了啥？

这个无聊的demo通过两个类的协同工作来累加一个值，一个是MNumAccSys,另一个是LNumAccSys，他们的前缀L或者M代表了我们对它的抽象，L代表了逻辑线程，M代表了主线程。敏感的同学应该可以意识到笔者这里想扯的是表现与逻辑分离，但我们这里还不想展开说。

回来观察Log都打些什么：

可以看到在L_M_N模式下，MFrame(主线程帧号)第一帧的时候把数值从0加到了1，然后由LFrame(逻辑线程帧号)在146帧的时候把这个值从1加到了2。继续看下去的话会发现这两个帧号就如同你和你的前男/女友一样-没有半毛钱关系；

接着我们看LM_N和LMN模式，会发现这两个帧号变得如胶似漆-你现男/女友的感觉；

接着你可以继续跑下去或者编个手机包测试一段时间，观察有没有多线程崩溃或错误。如果没有，那欢迎感兴趣者继续阅读。

我们意识到这个demo有这样一个特点：在不同线程模式中维持了相同的时序，所以无论哪个线程跑得快慢、多少，运行结果相同。这里大家敏感的话可以意识到笔者想扯帧同步，没错，但是我们这里也不想马上展开说。

那我们这个累加逻辑是怎么实现的呢？


可见我们实际上是在利用消息机制，在多线程的时候是线程间异步通讯，在单线程的时候是线程内异步通讯，所以我们的时序可以保证。

同时提一下，整个逻辑的起始，放在了EntranceForDemo1中：


恭喜你，现在你做了个任意线程模式下都能跑的游戏。

1.3 Demo2

如果我们改下代码，让计数只在L层的LNumAccSys计算，而在M层为一个UI.Text控件赋值呢(DisplayUIForDemo2)？那恭喜你，你已经做到了任意线程模式下的逻辑和表现分离，懒得自己写的同学请运行Demo2。如果出现Unity版本导致的UI不兼容，就请你自己怎么搞下，笔者就不管了。

Prefab长这样：


入口在这：


实际逻辑在这：


1.4 Demo3

那如果我们再改下呢？我们加入一个NFakeServerMgr，用于提供每秒一次的逻辑帧驱动。那么一旦这个NFakeServerMgr变成真Server，频率变成66毫秒一次，那我们就变成了一个任意线程模式、表现逻辑分离的帧同步游戏了。仍然懒得自己写的同学就请运行Demo3。

模拟帧同步服务器：


示例帧同步客户端：


1.5 Demo4

那如果我们再继续猛烈的改一下呢？数据分离，加入实体，XXXSys…呢？恭喜你，你已经有了一个任意线程模式、表现逻辑分离、ECS的帧同步游戏了…。懒得写的同学也自己去写，这么多代码已经超过了Demo的容量。

1.6本文Demo里没说的东西

你可能注意到了FakeObjPoolMgr是假的。


这里只描述一下该写什么东西：你需要有一个多线程自释放对象池。

其实LogUtil也值得你看下。

其实笔者本身在这个GLogic上做的东西远不止文中所提及的内容，大家请发挥想象力。

2 GLogic是什么？

你说了这么多，这GLogic到底是啥？

限于篇幅我们这里简单说说里面最基本的一些概念，其它更深层的用法请大家自己阅读代码吧，别担心，里面有充足的注释。

基本上GLogic作为一个逻辑框架，提供了两个东西：

• 时序控制
• 消息机制
  

它通过实现一个叫做“逻辑树”的概念来达成以上两点。

2.1逻辑树

a)逻辑树由逻辑节点互相挂接组成，逻辑节点是一个实现了IGLogicNode接口的类；逻辑树的挂接形态是时序的基础；

b)IGEvent和IGEventListener分别作为消息和消息监听器的接口，提供了在逻辑树中监听消息的能力；

c)逻辑树的根节点一般称为LogicCore，本身仍然是一个逻辑节点，但额外担负了循环入口的重担；

d)逻辑树之间的相互挂接实现了上面各Demo中的任意线程模式切换。

2.2时序控制

树状结构，深度优先遍历。


图中弧线表示默认执行顺序，本执行顺序可通过“节点优先级”进行深度定制。

2.3消息机制

a)层级消息广播


可见在不同层级上抛出的消息，它的辐射面是不同的。本顺序可以通过“消息优先级”进行深度定制。

b)消息监听


根据我们的广播原理，各Sys都将监听到Event1和Event2，但Event1的广播量明显有浪费。

c)同步及异步消息


各Sys会立即收到Event1，而Event2则会在下一帧收到。

d)线程安全


Bridge是一个线程安全节点，这样另一个线程就能安全的在它上面抛出Event1。各Sys将在ThreadA的时序内收到Event1，无需担心线程安全问题。

2.4其他

a)消息拦截，在HandleEvent中返回true来阻止消息继续广播。这个特性在异步Job分配、负载控制、loading拦截输入等场景尤其便利。

b)节点优先级、消息监听优先级，决定了节点的执行顺序及收到消息的顺序，这个机制在动态启动高优先级逻辑、数据池优先于所有逻辑感知数据变化等场景尤其便利。

c)C++版本？GLogic有适用于Unreal4的C++版本，逻辑思想类似，大家可以自行改造。


综述

说这么多，笔者无非想表达一个意思：希望GLogic能帮助你在当下多核设备环境中搭建高性能、高灵活度的游戏框架。

使用代码的话请保留作者声明。

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来源：腾讯GWB游戏无界
原地址：https://mp.weixin.qq.com/s/Flj7jmk85xXwKc55DGZnfw

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