读《虚幻引擎程序设计浅析》笔记

Posted 2022-11-30 cartzhang

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文章链接： https://blog.csdn.net/cartzhang/article/details/88427849
作者：cartzhang

有两年没有怎么写东西了，
希望今年有时间和精力，多读书，多写些文字。

一、 c++编程

1.运行时类型识别

UE4不能直接使用dynamic_cast,因为虚幻引擎开启了/GR-编译器参数。
具体参考：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/we6hfdy0.aspx
可以继承UObject,然后使用Cast<>来实现。UE自己实现了一套运行时的识别方案。

2.对象

Actor： 可以被挂组件。
Pawn：卒子，可被Controller操纵。
Chracter:继承自Pawn,添加了CharacterMovement。
Controller:就是控制器，可以Posses/UnPosses控制一个Pawn.

3. new

纯C++类可以使用智能指针来管理。TSharedPtr/TShared_Refl来管理。

TSharedPtr<YourClass> ClassPtr = MakeShareable(new YourClass());

4. 字符处理

FName ： 无法修改的字符串，大小写不敏感。是借助哈希表个，字符串到FName转换，根据Key查询，整个表里只会存放一个。

FText,用于显示的字符串。这个不支持修改操作。对于被显示的字符串来说，修改是一个非常不安全的操作。
slate文字参数往往是FText，这个是为了本地化要求。

FString，这个是常用的，可以修改，消耗也大于FName和FText.

二、核心系统

1. 内存分配。

window 下提供了三种内存分别方式，分别为Malloc(ANSI),Intel TBB 内存分配器，和Binned 内存分配器。

对于内存分配，主要有两个方面，

一个是通过内存池降低Malloc 消耗。
一个是通过对齐，降低缓存命中失败消耗。

2. 引擎初始化过程

不同的平台，文件都存放在Engine\\Source\\Runtime\\Launch\\Private 文件夹下面。

Linux 平台下更容易看一点：

int main(int argc, char *argv[])

	FPlatformMisc::SetGracefulTerminationHandler();

	int ErrorLevel = 0;

	// read the command line file
	// 初始化命令行
	InitCommandLine();
	FPlatformMisc::LowLevelOutputDebugStringf(TEXT("Final commandline: %s\\n"), FCommandLine::Get());

#if !UE_BUILD_SHIPPING
	GAlwaysReportCrash = true;	// set by default and reverse the behavior
	if (FParse::Param(FCommandLine::Get(), TEXT("nocrashreports")) || FParse::Param(FCommandLine::Get(), TEXT("no-crashreports")))
	
		GAlwaysReportCrash = false;
	
#endif

	if (!IncreasePerProcessLimits())
	
		fprintf(stderr, "Could not set desired per-process limits, consider changing system limits.\\n");
		ErrorLevel = 1;
		return ErrorLevel;
	
// 		if (!FPlatformMisc::IsDebuggerPresent() || GAlwaysReportCrash)
// 		
// 			// Use default crash handler, but we still need to set this up to register signal handlers
// 			FPlatformMisc::SetCrashHandler(nullptr);
// 		
// 		ErrorLevel = GuardedMain(FCommandLine::Get());


	// initialize the engine
	//预初始化引擎
	GEngineLoop.PreInit(0, NULL, FCommandLine::Get());

	// initialize HMDs 
	// @todo Lumin: I guess we don't need this?
	// InitHMDs();

	UE_LOG(Logandroid, Display, TEXT("Passed PreInit()"));

	GLog->SetCurrentThreadAsMasterThread();
    //引擎初始化
	GEngineLoop.Init();

	UE_LOG(LogAndroid, Log, TEXT("Passed GEngineLoop.Init()"));

#if !UE_BUILD_SHIPPING
	if (FParse::Param(FCommandLine::Get(), TEXT("Messaging")))
	
		// initialize messaging subsystem
		FModuleManager::LoadModuleChecked<IMessagingModule>("Messaging");
		TSharedPtr<ISessionService> SessionService = FModuleManager::LoadModuleChecked<ISessionServicesModule>("SessionServices").GetSessionService();
		SessionService->Start();

		// Initialize functional testing
		FModuleManager::Get().LoadModule("FunctionalTesting");
	
#endif

	// tick until done
	while (!GIsRequestingExit)
	
// 		FAppEventManager::GetInstance()->Tick();
// 		if(!FAppEventManager::GetInstance()->IsGamePaused())
		
		    // 主循环Tick
			GEngineLoop.Tick();
		
// 		else
// 		
// 			// use less CPU when paused
// 			FPlatformProcess::Sleep(0.10f);
// 		

#if !UE_BUILD_SHIPPING
		// show console window on next game tick
// 		if (GShowConsoleWindowNextTick)
// 		
// 			GShowConsoleWindowNextTick = false;
// 			AndroidThunkCpp_ShowConsoleWindow();
// 		
#endif
	
// 	FAppEventManager::GetInstance()->TriggerEmptyQueue();

	UE_LOG(LogAndroid, Log, TEXT("Exiting"));

	// exit out!
	// 引擎退出循环
	GEngineLoop.Exit();
	// 应用退出
	FEngineLoop::AppExit();

	FPlatformMisc::LowLevelOutputDebugString(TEXT("Exiting is over"));

	if (ErrorLevel)
	
		printf("Exiting abnormally (error code: %d)\\n", ErrorLevel);
	
	return ErrorLevel;

1）预初始化

主要工作有:

1）设置路径：包括当前程序路径，工作目录路径，游戏工程路径。

2）设置输出标准： 设置GLog 系统输出设备，是输出到命令行还是其他。

初始化一部分系统包括：

初始化主线程 GameThread.

初始化随机数系统

初始化TaskGraph，并按照当前平台的核心数量来设置工作线程数量。

判断引擎的启动模式，是游戏模式还是服务器模式。

完成后加载核心模块，PreInitModules 启动。
包括有引擎模块，渲染模块，动画蓝图，Slate渲染模块，Slate核心模块，贴图压缩，和地形模块。

2)初始化

若模块中有PostEngineInit函数，则会通过IProjectManager 来调用完成初始化。

3)主循环

引擎中Tick更新顺序:

更新控制台变量

请求渲染线程更新当前帧率文字

更新当前应用程序时间，也就是App::DeltaTime.

更新内存分配器的状态

请求渲染线程刷新当前底层绘制资源

等待slate 程序输入状态捕获

更新引擎GEngine,调用GEnigne->Tick

更新SlateApplication.

更新RHI

收集下一帧需要清理的对象

3.对象模型

1). 垃圾回收

UObject 分两个遍历步骤
首先，通知Uclass父类进行析构，然后是收回UOjbect占用的内存。

垃圾回收算法大致有两种，一种是引用计数发。一种是标记-清扫算法。

分类	项目	描述
引用计数	中等文本	稍微长一点的文本
	中等文本	稍微长一点的文本
保守/精确	短文本	中等文本

分类	项目	描述
引用计数/追踪式GC	引用计数	通过额外的计数来对单个对象的引用计数进行计算，当引用计数为零时候，回收对象
	追踪式	扫描系统对象引用网络，寻找被引用对象，留下的即没有被引用的为垃圾
保守/精确	保守式	可不使用额外信息，不修改现有框架。释放绝对不可能被引用的对象。原则：不求全部回收，但求不错删。
	精确式	需要额外信息来辅助识别指针字段，但是能够精确识别每个被引用对象。
搬迁式/非搬迁式	搬迁式	在GC过程中，内存位置会移动。
	非搬迁式	在GC过程中，内存不发生移动。

虚幻系统的垃圾回收机制，采用智能指针，用引用计数法来进行智能指针处理，
引用计数的缺点在于指针开销和环形引用。
虚幻使用弱指针方法来避免环形引用。

2)UObject 标记清扫算法

虚幻引擎使用了基于簇的垃圾回收算法，用于加速Cook 后对象的回收。

三、参考：

1. 《大象无形-虚幻引擎程序设计浅析》
2. https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/we6hfdy0.aspx