提升市场竞争力，这些细节你都把握了吗？

Posted 2021-01-14 uwa4d

优化工作向来是个复杂系统的工程，且不说前期的框架预设、大量的版本迭代、美术和性能的需求平衡，单从每个版本的上万帧测试数据中定位真正的性能瓶颈，其工作量就已可想而知。

无论项目是否复杂或简单，当我们开展优化工作前，这些问题都需在胸中有丘壑。那么如何井然有序地定位和排查性能问题呢？我们定位到了性能的真正瓶颈了吗？今天小编以一个优化前期的MOBA手游的UWA性能测评报告为例，深入分析该项目在真机上的运行情况，并讲解如何通过报告中的功能模块更高效地定位性能瓶颈，希望能对大家的项目有所参考。

一、关于性能简报

在这次优化讲解的时候，我们将从报告的“性能简报”模块入手（每个项目性能报告的首页），该模块作为UWA性能评测报告中的一大模块，将引擎性能模块的数据更有序、更核心地汇总成一个完整的优化体系，建议大家在优化项目之初先仔细参阅该模块的数据。点击这里可以快速了解UWA性能简报。

在性能简报的第一个模块，可以直观查看到最近测试的项目报告中的重要参数、其优化效果和性能变化趋势。

 

从性能排名的模块中，我们提供了测评项目在国内数千款测评项目中，同设备和同类型的横向排名，从而帮助大家更客观地发现项目中的优势和不足。

引擎模块的性能排名

 

内存模块的性能排名

 

UWA解读：该项目在CPU模块和内存上均有大量的提升空间。CPU模块的压力主要来自于引擎的渲染和UI，物理、粒子和动画，逻辑代码较为严峻。内存模块中各个资源的占用内存普遍都较高，Mono堆内存分配也较大。

在性能简报的最下方，是UWA针对本次性能提测所提供的分析与建议，在这里将所有引起以上参数开销的性能问题逐一列出，并通过精准的页面链接跳转定位到问题源头，协助开发者进行有效地排查。其中，标红部分的问题较为明显，建议研发团队优先处理。

优化任务队列是我们提供给用户的性能优化切入点，下面我们将逐一分析上图中罗列的问题。

 

二、优化队列详剖析之内存篇

2.1 内存占用

本次报告的内存占用峰值为660.3MB，高于行业同类型同设备，当前行业均值为305MB，因此需要研发团队密切关注。特别的，如果要保证在一些1GB内存的设备比如iPhone 6或6 Plus上不闪退，我们建议尽量不要超过280MB。

内存的主要构成来自资源内存和Mono堆内存，在此我们做下详细分析。

2.1.1 资源内存之纹理 （内存超标）

 

排查方向：
1） 纹理的分辨率、格式

如性能简报中显示，RGBA32和ARGB32都不是android原生支持的格式，不但内存占用较大，且加载效率也低下，建议尝试转成ETC1等硬件支持的格式。如果效果不满意也可以尝试通过Dither算法，对某些高精度的纹理进行处理，转成RGBA4444或RGB565格式，以降低内存占用。

补充说明：在图表中我们也看到不少N/A资源：一般是new出来没有命名的纹理资源，建议在这些纹理new出来之后，给.name赋值，以方便进行纹理资源管理。

 

2）在查看纹理的具体使用情况时，我们同时发现其冗余情况较为严重。下图为按峰值倒序排序的资源列表截图，可以看到数量峰值大于1的纹理有100多个，当两张纹理的名字、尺寸、格式等属性都相同，UWA就会将其视为具有高风险冗余的资源。

 

关于冗余的排查优化方法：

a) 检查AssetBundle（即打包的时候就有冗余）中是否有冗余，该问题可通过AseetBundle资源检测服务来定位；

b) 检查AssetBundle重复加载情况，是否有AseetBundle反复加载导致的缓存漏洞。

2.1.2 资源内存之网格 （内存超标）

排查方向：

1）表格中顶点数大于5000的属于超大网格，需要进一步排查是否有必要。

按Vertex数量进行排序，可以看到第一页的网格顶点数都在1w左右，这个会造成一定程度的内存压力。

2）上图中也可发现，大量网格含有Tangent属性，Tangent属性一般为导入引擎时生成，会增大网格的内存占用，如果实际上不需要Tangent属性，可在Inspector面板中修改设置，关闭Tangent导入选项。

列表中显示Tangent数量为-1的网格，表示Read/Write选项被关闭了，所以统计不到。在此，UWA建议研发团队提交一个临时的打开该选项的版本，来检查网格的属性是否合理。

3）存在冗余的问题，解决方法同纹理

另外，我们在排查资源清单的时候发现了大量的内置资源，在这里提醒大家关于内置资源的处理方法可参考这篇文档：零冗余解决方案（其他类型的资源可借鉴）

2.1.3 动画资源（内存超标）

根据性能简报的提示页面转到动画文件的使用信息列表，如下图所示：

对于大于200KB且时长较短的动画资源，UWA认为可以进一步排查。这里看到资源列表按照内存占用排序，前3页内存占用大小都超过了200KB，建议使用一些精度处理的方法来进行优化：通过降低浮点数精度的方法来减小动画文件的大小。需要注意的是，这种方案会导致动画精度一定程度上的损失，需要大家衡量下结果。

2.1.4 粒子系统内存 （数量和内存超标）

排查方向：

1. Active的粒子系统数量过多，UWA建议在中低端设备上不超过50个，可以考虑通过一些设备分级的策略做改善（剔除某些在部分机型上表现力较差的粒子系统）

2. 缓存的数量过大（UWA建议不超过600个），如下图中实际粒子的使用走势图所示，蓝线表示内存中的粒子系统数量，紫线表示实际上Active的量，从而得知大量粒子系统始终没有Active过（表格中显示Active数量峰值为0），但在运行时都被加载了。
   
   在下图中，对于始终未被Active的粒子系统，我们建议研发团队针对配表优化。
   

2.1.5 材质（数量超标）

对于Material资源的把控主要在于数量而非内存，UWA建议材质数量控制在300以内。

排查方向：冗余

（1）对于Instance类型的冗余Material资源，两种优化方法：

1）尝试通过《使用MaterialPropertyBlock来替换Material属性操作》方法对其进行优化；

2）当我们修改了一些特定GameObject的资源属性时，引擎会为该GameObject自动实例化一份资源供其使用，比如Material、Mesh等。以Material为例，我们在研发时经常会有这样的做法：在角色被攻击时，改变其Material中的属性来得到特定的受击效果。这种做法则会导致引擎为特定的GameObject重新实例化一个Material，后缀会加上（Instance）字样。其本身没有特别大的问题，但是当有改变Material属性需求的GameObject越来越多时，其内存中的冗余数量则会大量增长。一般情况下，资源属性的改变情况都是固定的，并非随机出现。比如，假设GameObject受到攻击时，其Material属性改变随攻击类型的不同而有三种不同的参数设置。那么，对于这种需求，我们建议直接制作三种不同的Material，在Runtime情况下通过代码直接替换对应GameObject的Material，而非改变其Material的属性。这样，成百上千的Instance Material在内存中消失了，取而代之的则是这三个不同的Material资源。

（2）对于非Instance类型的冗余Material，建议研发团队通过资源检测服务来查看AssetBundle中是否存在冗余资源。

以上是主流资源的使用情况和分析建议，下面我们再关注下报告中检测到的其他资源的使用情况：

2.1.6 字体（内存超标）

主要问题：冗余

2.1.7 Shader

排查问题和关注方向：

1）Shader冗余

2）部分常用的Shader是否可以做成常驻的，考虑做法是Shader加载后放在脚本中，引用之后不卸载；

3）Shader的内存占用往往不会造成明显的问题，但是数量如果过大，容易导致Shader.Parse在中低端上的高耗时；

4）资源列表中查到有不少Standard Shader，如下图所示，由于其会带来不必要的Shader计算开销，从而大幅增加GPU中对应像素的计算压力。对此，建议研发团队尝试对其用普通的Shader来替换。

2.2 Mono 堆内存

2.2.1 单次分配过大

报告显示部分函数的Mono堆内存单次分配较大，建议大家通过详细的堆内存报告中定位堆内存分配过大的时刻。这里推荐用UWA GOT针对部分函数进行打点拆分。

2.2.2 堆内存泄露

经分析，报告也存在堆内存泄露的风险，我们通过对比相同游戏场景（均为副本）的不同采样点，发现某些函数存在堆内存驻留的问题，如下图运行到16000帧和4000帧时，游戏场景均为战斗副本中，但是函数Asset.WaitReadFileBywww有1.99MB的堆内存驻留，经过与研发团队讨论，初布判断这里疑似泄露。

其他函数也存在堆内存泄露的情况，建议研发团队逐一排查。

三、优化队列详剖析之引擎篇

3.1 渲染模块

渲染模块的开销较大，我们建议直接从堆栈信息中定位。通过性能简报提示，我们查看Camera.Render的堆栈信息如下所示，其中蓝色底纹的是需要大家关注的重点部分，即主要的渲染开销瓶颈。

RenderForwardAlpha.Render是指半透明渲染的耗时，在这层函数中，我们看到有两个高耗时的函数：

1）Mesh.DrawVBO和CreateVBO

这个函数在半透明下，就表示绘制半透明网格的耗时，半透明网格一般就是UI、场景里的半透明物件，还有半透明的Mesh特效。如果只是一帧其实问题不大，但如果是频繁开销，则需要研发团队特别注意。

经和研发团队的交流讨论，我们了解到的确存在Mesh特效过大的情况，因此我们建议是否可以设定一些设备分级的策略。

2）Material.SetPassFast

Material.SetPassFast是Unity引擎在渲染过程中Material的轮循切换开销，一般在Unity 5.0~Unity 5.3版本中出现（项目版本是Unity 5.3.5）。根据下图中的堆栈走势可发现这种情况是几乎每一帧都发生的，有渲染的地方就会有Material的切换。

从问题图中可以看出，在运行的21000帧中，Material.SetPassFast一共被调用118万次，频率较高。建议研发团队在报告中的具体信息页面查看材质是否有过多“冗余”的材质出现（本文2.1.5中有提及），尽可能降低材质的使用冗余度。

3.2 UI模块

从图表中可以发现UIPanel.LateUpdate()的重建较高，这块需要大家关注下UI制作是否合理，由于这块内容和研发团队的制作方法紧密相关，需要具体问题具体分析。所以详细的交流探讨细节我们不在此展开，建议同样有着这方面困惑的开发者可以参阅UWA Blog上关于UI的视频：Unity UI性能优化，这里我们提到了面对多种UI性能优化的技巧。

3.3 物理模块

从UI模块可知，研发团队使用的是NGUI，在每个Panel上都放置了一个Rigidbody，所以当UI Widgets摆在同一深度并存在相互叠加的情况时，会造成较多不必要的Contacts。建议研发团队看下是否能把UI层之间的碰撞检测关掉。

另外，在Unity 5.3.5版本上，如果想进一步降低物理模块的开销，在完全没有使用物理的情况下，可以将Fixed Timestep设置为0.05或0.1均可，降低它被调用的频率。同时，尽可能优化其他模块耗时，让每帧的总体耗时尽可能降低。另外，需要注意的是，修改Fixed Timestep也会影响FixedUpdate的调用，在修改之前一定要检测项目中是否有使用FixedUpdate。

3.4 粒子模块

粒子系统的耗时多与Active的粒子数量有关，这块建议结合粒子模块的内存问题（文中2.1.4有提及）一并优化。

四、GPU优化

最后还需要关注的是GPU问题，UWA在测试的时候发现该游戏在某些高端设备上耗电发热明显。

在GPU性能的Overdraw页面，我们可以看到GPU信息如下图所示：

下图为该帧下的截图，可以看出，特效和UI的屏幕占比过大，且存在UI叠层的概率较高。因此，研发团队需要特别关注技能特效和UI界面的制作情况，避免给GPU造成大量的计算浪费。

五、优化任务队列总结

1）AssetBundle的依赖打包方式

解决资源内存占用过大的问题

2）Mono堆内存分配

解决Mono堆内存大小和GC卡顿的情况

3）Mesh特效

解决渲染模块的耗时问题和GPU压力过大问题

以上就是该游戏的诊断内容，我们从UWA的性能简报出发，围绕CPU、内存、GPU三大模块的性能问题展开，通过数据报告的查看对比，整理出了一条较为完整的优化思路，希望能对大家的自身项目有所启发。目前，UWA的线上测评服务已经为数千款项目提供了解决方案，我们希望能帮到更多游戏开发者节约优化的成本，提升项目的性能表现力，迎接“精品”时代的挑战！