【厚积薄发】子线程GC导致主线程函数耗时较高的问题

这是第274篇UWA技术知识分享的推送。今天我们继续为大家精选了若干和开发、优化相关的问题，建议阅读时间10分钟，认真读完必有收获。

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UWA QQ群2：793972859（原群已满员）

本期目录：

• 子线程GC导致主线程函数耗时较高的问题
• 升级Unity大版本后，Text颜色修改问题
• 清除增量式GC导致的Mono堆内存泄漏问题
• 多Pass合批优化问题

Rendering

Q：在主线程中有非常多的卡顿，从UWA的报告中看到很多异常的高耗时，请问可能是什么原因造成的？

A：像上面这样的频繁卡顿，且卡顿函数种类非常多的情况，应该是子线程分配了非常多的堆内存，导致子线程GC，从而卡住了主线程。当GC的时候，主线程可能会处于各种阶段，因此对应阶段的函数耗时就会包括等待GC的耗时。可以从UWA的Mono报告中查看是否有子线程分配了大量的堆内存，通常是由这种（Thread）打头的子线程函数的分配导致的。

感谢han@UWA问答社区提供了回答，欢迎大家转至社区交流：

https://answer.uwa4d.com/question/6180e0f28f8c834241fd6930

UGUI

Q：从Unity 4.6.9f1升级到Unity 2020.3.2.f1c1。首次Unity升级之后UI的Text颜色修改是正常。当运行一次之后，所有的Text颜色都无法修改了。就算新创建一个新的Text也无法修改。

A：会有多余的UI-Default和UI-DefaultFont这两个Shader，删除它们，然后重启Unity就好了。

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Mono

Q：最近在研究Mono堆内存时，发现一帧内分配多次较大内存，会导致内存无法被回收。

过程如下：

在同一帧内调用三次分配100MB内存的方法，分配内存的变量都是在各自的作用域，在这之后调用GC.Collect()。发现有较大几率出现100MB或者200MB无法被回收的Mono堆内存。经过排查之后发现取消勾选Incremental GC之后，内存就能完全被收回。

我推测是每次申请内存的时候会执行一次GC，清除上一次分配的内存，但是由于使用增量GC，无法在本帧完成回收工作。再下一次GC的时候，第二次GC的回收内容被重置了，导致第二次的GC需要被回收的内存就泄漏了。

不知道我这么理解是不是对的，希望大佬们解惑。同时希望大佬告知有没有办法清除这部分内存。

测试环境：

Unity 2019.4.15c1

Unity 2020.4.15f2

测试平台：

安卓 Mono

以下为测试代码：

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

public class TestMonoMemory : MonoBehaviour
{
void Do()
{
CallBack01();
CallBack02();
CallBack03();
}

public void CallBack01()
{
List i = new List(1024 * 1024 * 100 / 4);
//CallBack02();
}

public void CallBack02()
{
List i = new List(1024 * 1024 * 100 / 4);
//CallBack03();
}

public void CallBack03()
{
List i = new List(1024 * 1024 * 100 / 4);
}

public string text;

private void OnGUI()
{
GUILayout.Label("Allocated Mono heap size :" + Profiler.GetMonoHeapSizeLong() / (1024 * 1024) + "MB");
GUILayout.Label("Mono used size :" + Profiler.GetMonoUsedSizeLong() / (1024 * 1024) + "MB");

GUILayout.Label("Total Reserved memory by Unity: " + Profiler.GetTotalReservedMemoryLong() / (1024 * 1024) + "MB");
GUILayout.Label("- Allocated memory by Unity: " + Profiler.GetTotalAllocatedMemoryLong() / (1024 * 1024) + "MB");
GUILayout.Label("- Reserved but not allocated: " + Profiler.GetTotalUnusedReservedMemoryLong() / (1024 * 1024) + "MB");

if (GUILayout.Button("DO"))
{
Do();
}

if (GUILayout.Button("DO1"))
{
CallBack01();
}

if (GUILayout.Button("DO2"))
{
CallBack02();
}

if (GUILayout.Button("DO3"))
{
CallBack03();
}

if (GUILayout.Button("GC"))
{
System.GC.Collect();
}
}
}

A：通过题主的方法，我也复现了该问题。我还是比较赞同你的理解的。

Unity官网的一篇关于增量GC的博客也写了该方法的弊端：

它的正常运行是需要前提的，那就是在GC期间这些被标记为“需要清理的内存”都保持不变。如果在GC期间变化了，比如频繁分配大量内存，那么就需要重新标记一遍，而这个阶段可能会有意想不到的bug产生。内存泄漏很可能就是发生在这个阶段（我也只是猜测）。

不过个人觉得增量GC仍然是一个良好的尝试，虽然它只是测试阶段，也存在着一些问题，但是以前的Boehm-Demers-Weiser garbage collector很容易引起高耗时峰值从而造成卡顿，而分代式GC正是为了减轻峰值的影响，尽量确保流畅性。

可以参考官方博客：

https://blog.unity.com/technology/feature-preview-incremental-garbage-collection

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Rendering

Q：游戏使用简单的Mesh显示几十张扑克牌，为了效果，材质Shader使用了2个Pass，其中一个是拉伸做边缘效果，但是由于是多Pass，即使是相同的材质和贴图，还是不能动态合批，请教这种情况有没有什么优化方案？

1. 不能合批，但是材质是相同的，顺序渲染过程中是否有什么状态切换的消耗？

2. 能否使用两个Mesh，不同的材质，Shader都使用单Pass，区别是一个Mesh是正常显示，一个Mesh仅仅做拉伸边缘效果，理论上是不是不超过顶点数的情况下可以两次动态合批？

A1：Unity BuiltIn渲染管线不支持多Pass合批，多Pass的Shader通过Set Pass call逐个渲染每个Pass后才会继续渲染下一个Object重复一遍，所以会产生比较多的Draw Call。

更好的办法就是用自定义的渲染管线的方式渲染多个Pass。在渲染第一个Pass的时候，把所有的Object一次性全都渲染了，渲染完毕之后通过一次Set Pass Call去渲染下个Pass，可以试下URP渲染管线。

感谢星傲蝶恋@UWA问答社区提供了回答

A2：题主说的第二点是比较常规的做法，要注意的是为了防止Draw Call的穿插，需要调整这两种渲染的RenderQueue，将他们对应的RenderQueue错开。

感谢Xuan@UWA问答社区提供了回答，欢迎大家转至社区交流：

https://answer.uwa4d.com/question/6178c9c58f8c834241f2aaeb

20211108

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封面图来源于网络

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