Unity3D中使用Profiler精确定位性能热点的优化技巧

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简介

    在使用Profiler定位代码的性能热点时，很多同学往往忽略Profiler的提供接口，当发现某个Update函数特别耗时时，没有有效的手段进一步定位热点出自该Update函数的哪一个模块或哪一段代码。 

    使用Profiler评估客户端性能时，推荐使用Profiler提供的性能采样接口，来更精确地分析定位客户端存在的性能问题。

 

    举个例子说明精确定位的优势：

    测试源代码：

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

public class TestProfiler : MonoBehaviour {
    int t = 10000;
    
    // 每帧Update都会进行校验和运行
    void Update () {
        Check(t); // 校验
        Run(); // 运行
    }

    void Check(int n) {
        ProfilerSample.BeginSample("Check");
        CheckA(); // 校验模块A

        ProfilerSample.BeginSample("Calculate b");
        // 数值运算
        int b = n - 100;
        if (b < 10)
            b = 10;
        ProfilerSample.EndSample();

        CheckB(b); // 校验模块B
        ProfilerSample.EndSample();
    }

    void CheckA() {
        ProfilerSample.BeginSample("CheckA");
        Debug.Log("校验模块A");
        ProfilerSample.EndSample();
    }

    void CheckB(int loopCount) {
        ProfilerSample.BeginSample("CheckB(loopCount={0})", loopCount);
        Debug.Log("校验模块B");

        ProfilerSample.BeginSample("new List<string>");
        List<string> strList = new List<string>();
        ProfilerSample.EndSample();

        for (int i = 0; i < loopCount; ++i) {
            ProfilerSample.BeginSample("Add str to list");
            string str = string.Format("CheckB:{0}", i);
            strList.Add(str);
            ProfilerSample.EndSample();
        }

        Debug.Log(string.Format("list count: {0}", strList.Count));
        ProfilerSample.EndSample();
    }

    void Run() {
        ProfilerSample.BeginSample("Run");
        Debug.Log("开始运行");
        DoSomething();
        ProfilerSample.EndSample();
    }

    void DoSomething() {
    }

    void OnGUI() {
        GUILayout.BeginVertical();
        if (GUILayout.Button("Enable/Disable ProfierSample.")) {
            ProfilerSample.EnableProfilerSample = !ProfilerSample.EnableProfilerSample;
        }

        if (GUILayout.Button("Enable/Disable Profier sting format.")) {
            ProfilerSample.EnableFormatStringOutput = !ProfilerSample.EnableFormatStringOutput;
        }
    }
}

    关闭和开启Profiler性能采样接口的对比截图：

   

    如上图，使用性能采样接口，可以精确发现该Update的耗时热点在Check函数下CheckB函数中，主要由List.Add()导致，被调用了9900次。

    使用Profiler.BeginSample、Profiler.EndSample配对，可以有效定位用户自己编写的代码的性能热点。

   

 

除此之外，我封装了一套自己的接口，代码在本文最后面。之所以封装一层，原因如下：

    1、提供Profiler性能采样开关，可随时关闭

    2、提供字符串格式化功能，可在Profiler中显示自定义的文本，方便定位问题（使用时需要谨慎，后文叙述）

 

关于格式化字符串

    有时候光知道热点代码位置是不够的，还需要知道代码中变量数据。

    例如处理网络协议的OnRecv函数，该函数会根据不同的协议号调用不同的委托函数。此时，我们就可以在Profiler窗口中输出协议号、或者委托的具体函数名，以方便我们定位具体热点。

   

 

慎用格式化字符串

    如果在Update函数中使用格式化输出，很有可能该Update函数每隔一段时间就会出现一次GC.Alloc。但这可能不是由于Update的实际操作导致，而是由于使用性能采样时的格式化输出导致的。

    需要注意格式化字符串本身会带来内存分配开销，使用格式化字符串采样接口时需考虑自身对代码带来的影响。

 

使用经验：

1、在可能的热点函数上插入性能采样代码，建议编译手机版本来分析结果。当然，在熟悉代码的前提下，可以方便使用PC测试分析GC Alloc等问题。原因如下：

    1）PC性能相对太好，一些手机上的瓶颈函数在PC上几乎不耗时，导致无法准确分析；

    2）一些代码，特别是插件代码，PC和手机的执行流程不同，PC分析的结果不能准确表明手机也是同样结果。

2、在插入性能采样代码时，特别留意函数中是否存在多个return的现象。这些return如果没有处理好，就有可能导致性能采样的Begin和End不匹配，导致Profiler显示的结果有误。

3、对于协程函数，BeginSample、EndSample之间注意不能存在yeild return null，否则可能导致Unity客户端卡死、手机卡死等现象。个人分析：Begin和End配对分析的是单帧结果，出现yeild return null代表该区间将会分两帧甚至多帧完成。

 

封装好的性能采样接口代码（ProfilerSample.cs）：

using UnityEngine;
using System;

public class ProfilerSample { // by SunboyL
    public static bool EnableProfilerSample = true;
    public static bool EnableFormatStringOutput = true;// 是否允许BeginSample的代码段名字使用格式化字符串（格式化字符串本身会带来内存开销）

    public static void BeginSample(string name) {
#if ENABLE_PROFILER
        if (EnableProfilerSample){
            Profiler.BeginSample(name);
        }
#endif
    }

    public static void BeginSample(string formatName, params object[] args) {
#if ENABLE_PROFILER
        if (EnableProfilerSample) {
            // 必要时很有用，但string.Format本身会产生GC Alloc，需要慎用
            if (EnableFormatStringOutput)
                Profiler.BeginSample(string.Format(formatName, args));
            else
                Profiler.BeginSample(formatName);
        }
#endif
    }

    public static void EndSample() {
#if ENABLE_PROFILER
        if (EnableProfilerSample) {
            Profiler.EndSample();
        }
#endif
    }
}