云风的 BLOG: 多进程资源共享及多样化加载

梦幻西游在去年出了个新版本，在这个版本中，采用了 3d 技术渲染人物。我参加过部分的技术讨论。总的来说，对于公司的关键产品，是以稳定性为第一。所以不希望对程序做大改动。最好以独立扩充的模块为主。所以最终采用的技术是用 3d 技术渲染成图片，再依靠旧的程序框架跑起来。

采用 3d 渲染，主要是为了解决人物换装时的图片资源组合爆炸问题。当然还有更绚的特效等。

最近，梦幻西游的项目经理提出，新的版本性能依旧有些问题。当老的版本可以同时打开 5 个客户端时，新的版本只能开两个。允许用户同时开多个客户端，对梦幻西游这款产品非常重要。我最近几天就开始着力解决这个优化问题。

目前的方案是用一个独立进程去渲染图片，然后通过共享内存的方式，把渲染结果提供给游戏客户端。这较好的解决了多个客户端的性能下降问题。我认为，这也是继续延用 2d engine 做核心的优势。（当然更重要原因是，这个游戏的客户端程序不适合重新制作，否则重制版一旦出现严重问题，对公司影响太大）

我研究了一下现有方案。考虑了几天，把一些细节重新设计了一下。感觉可以压榨出一些性能改善的空间。

3d 渲染本身并不是大的瓶颈，不过渲染结果从显存拷贝出来会是个问题。我个人倾向于使用软件渲染引擎。Pixomatic 是个不错的选择。不过这是个独立模块，倒是无所谓什么时候做。目前已经在用的这一块工作良好，暂时是不用动的。

另一块是从 32bit 平坦位图数据（渲染结果）压缩为 8bit 的 RLE 格式数据，和以前的 2d engine 中的数据格式兼容。这部分目前的代码运行时间大约相当于渲染环节的 1/4 。虽然还有一定的优化空间，不过暂时也可以不动。注：这里的优化，主要是集中在调色盘的计算上，目前用的算法是可以改进的。

在旧的 Engine 中，RLE 压缩后的图片是以行为单位储存。而每行数据，是记录的指针。这点可以修改一下，改记为相对数据块首的偏移量。这样，压缩图片数据就是地址无关的。更适合做进程间共享。这一点，大约花几个小时就能修改过来，而且不需要更改压缩图片数据在磁盘中的格式。

重点可以优化的地方在：我们可以把所有图片加载的环节全部移到单一的进程中。而不仅仅只是用一个独立进程负责实时渲染。这可以降低在多个游戏进程同时工作时的 IO 压力。

其实，现代操作系统，已经会把所有闲置内存用于磁盘 cache 。所以，重复加载文件，只是一些内存拷贝工作。不过这个工作也正是消耗 CPU 时间的工作。减少重复加载的数据量，也可以减轻 CPU 负担。

让多个游戏进程共享资源，也可以减少总的内存开销。这就能极大的改善总体性能。

最终的方案，是用一个独立 128bit ID 来定义每个资源的请求。这个 128bit ID 是由整个请求的参数计算出来的。

游戏进程计算出 ID 后，每次需要资源前，都向资源提供进程提交 ID , 但并不等待回应。而资源进程，按优先次序，依次获取图片资源，并逐个广播地址给每个游戏进程。为了加快响应，可以先返回缺省替代图的地址，然后等资源获取完整后，再刷新一次完整的地址。

游戏进程则维护一张缓存表，每当资源进程通知它新的图片地址后，就更新表中的对应关系。

资源共享使用分页共享内存的方式。按经验数值，一页 8M 。每个游戏进程映射的共享区虚拟地址不一。但由于图片数据是地址无关的，所以不太所谓。整个共享空间可以达到 512M 足够游戏使用。

其实，这个资源管理程序，不限于从磁盘加载数据，或是利用 GPU 渲染图片。更可以从网络下载。只需要把共享推送机制最好就行了。需要解决的只是响应速度问题。

Comments

。。。。guangjinlaishiyigeyiwai

Posted by: lance | (26) February 8, 2021 04:04 PM

难怪梦幻这么卡把资源加载内存当中理所当然比加载硬盘资源来的快，但是小内存的电脑一下子就被淘汰了，同时显卡的渲染需求也被提升，集成显卡也被淘汰

Posted by: 潘哥 | (25) October 25, 2012 07:51 PM

现在机器越来越好了，可游戏越来越慢了！还记得08年的时候，我一个人12开，一排号摆路上排个长队多威风，现在，三四开都感觉到有点吃力了！说明下，我玩游戏时从不开其它其它软件或者看网页！

Posted by: Anonymous | (24) February 28, 2012 06:48 PM

嗯哪！

Posted by: baisogoo | (23) December 19, 2010 03:02 PM

进来掺和一脚

Posted by: yktd | (22) December 19, 2010 02:58 PM

呵呵，很喜欢这种能将操作系统知识和实际程序紧密结合的专业博客，完全可以作为我们大学操作系统课程的课外读物研读。我是个梦幻迷，初三开始玩，还带着我弟弟一起玩哎。这些年里，我几乎见证了梦幻所有的历史。一晃就要大学毕业了，时间过得可真快呀。。。真希望有一天能进网易开发游戏，只是目前知识匮乏，还得努力。。。

Posted by: Anonymous | (21) December 6, 2010 06:44 PM

云风，你应该向丁老总建议做个mac下的梦幻西游，我觉得会有一定的用户和市场

Posted by: gange | (20) November 21, 2010 09:21 PM

原来啊，我说网速那么慢都可玩游戏呢。

Posted by: 薄膜缠绕 | (19) November 13, 2010 04:56 PM

技术性很强的文章。有空去我博客围观。http://www.youngsunblog.com

Posted by: youngsunblog | (18) November 13, 2010 04:54 PM

真是有点看不太懂

Posted by: 博客之家 | (17) November 13, 2010 09:57 AM

@daseny 是产品加市场系，复杂的构成，所以对于用户体验比较重视。因为留言的基本上都是技术高手，所以只能打打擦边球O(∩_∩)O 这次《梦幻西游》的推广是很成功的，技术支持很强。没有好技术，很多玩法也就不能实现了。

Posted by: 夏歌 | (16) November 11, 2010 10:40 PM

有个小问题，《梦幻西游》不是今年7月才推的3D唯美版么？你说的3D渲染版本就是这个？还是以前的老版本就已经是3D渲染了……优化的方案能做到像以前那样5开了么？

Posted by: limars | (15) November 11, 2010 04:10 PM

http://tfdsy.com 托福替考

Posted by: 托福培训 | (14) November 10, 2010 11:55 PM

谢谢 daseny 同学的解释。补充一下，上限的问题。一个是估算，二个是超过上限后，最终那些没有加载进来的图片会使用缺省图片。这跟来不及加载是一样的。对所有图片的管理是 FIFO 的。我们的 2d engine 是直接对压缩图片进行绘制。也就是边解边输出到屏幕。所以共享压缩数据更能节省内存。

Posted by: Cloud | (13) November 9, 2010 11:23 AM

@feng 说是Flyweight模式也没错，但是我想boost应该是不能直接达成目标的，因为要跨越进程边界。 @cat000 参考下云风之前关于西游的文章，这个上限应该是量化估算的结果。 @夏歌用独立进程加载图片，多开能节省内存，单开的话（比原有方式）增加的内存消耗应该也不大。当然CPU消耗和响应速度是要牺牲一点儿的 :) 这里云风设计了缺省资源（比如默认服装），这样用户角度应该能接受响应速度。你是产品系么？喜欢你留言的态度。大家都以自己的角度交流看法，都受自己领域的限制，太自以为是会把自己钉在柱子上的。 @alamiye010 依然是领域的问题啊 :) 我觉得作为技术系牛人，云风的主要职责是解决这个问题，提出这个问题的可能是产品系的人。你的话让我想起来过去站在“IE巨人”肩膀上大话西游，呵呵。细节记不清楚了，不过使用独立加载进程的情况下，资源由加载进程解压为平坦位图，引擎直接使用平坦位图是否会更快一些？

Posted by: daseny | (12) November 9, 2010 10:42 AM

D3D的托管资源和显存好像不能进程间共享吧?这样多开,内存和显存还是很浪费.不用托管资源开发起来又很麻烦.最好还是做成单进程多窗口渲染模式,这样也不需要单独的资源进程了.

Posted by: dwing | (11) November 9, 2010 10:02 AM

D3D下,当资源占用过大时,再多开一个客户端,连创建设备都不会成功.

Posted by: billwillman | (10) November 8, 2010 11:08 AM

与其如此费时费力费人的去深究过去传统的游戏开发方式，何不把心思多花在设计游戏可玩性娱乐性上。像梦幻西游这样的游戏利用站在silverlight这样巨人的肩膀之上都不难实现吧。

Posted by: alamiye010 | (9) November 7, 2010 05:28 PM

太技术性的问题看不懂。说一说游戏本身，梦幻西游已经算得上国内的古董游戏了，新版本推出不仅仅需要维系旧有的用户，还需要适应更多新的用户。现在梦幻中除了年轻人外，还有很多长者。他们一般不会用太高配置的电脑，遇到电脑问题也大懂得去解决（btw，这部分用户也是360的忠实粉丝，因其简单好操作）。他们需要的是一款比较稳定，不太影响其他软件运行，不会给电脑带来负担的游戏。他们不一定需要多开，不过能够多开的游戏，内存占用少，或许也会更受到他们的喜欢。扯远了。

Posted by: 夏歌 | (8) November 6, 2010 09:48 PM

说到软件渲染，不妨试试我写的基于混合算法的软件渲染器顺便放个Demo http://cid-69cd46bd0bcfac39.office.live.com/self.aspx/.Public/Hybird3D.rar

Posted by: qiaojie | (7) November 6, 2010 01:52 PM

膜拜云大大

Posted by: Anonymous | (6) November 6, 2010 09:07 AM

@cat00 如果图片资源超过 2G 怎么办呢？

Posted by: 我是人类 | (5) November 6, 2010 08:50 AM

如果图片资源超过512m怎么办呢

Posted by: cat000 | (4) November 5, 2010 05:08 PM

Posted by: runcoderen | (3) November 5, 2010 03:38 PM

Flyweight 模式的典型应用场景啊，boost 提供了现成的解决方案

Posted by: feng | (2) November 5, 2010 02:44 PM