Java游戏在更快的CPU上出现卡顿问题

Question

我正在阅读一本有关Android游戏编程的书（《初学者指南：Android游戏开发》），并开始制作自己的游戏。

这是一个使用该书框架的Java游戏。（该书在转向Android之前先介绍了Java制作游戏的方法。）

无论如何，我制作了我的游戏，并且在我的笔记本电脑上流畅运行，它配备了一颗适中的i3处理器2.4GHz，我基本上在这台电脑上进行了所有的编码和测试。

我买了一台新的桌面电脑，上面搭载了一颗i5 3.3 GHz处理器，所以我决定在那里试玩我的游戏。

然而，在我看来速度更快的桌面电脑上，游戏似乎运行得非常卡顿。有一种顿挫感出现了，但我不知道是什么原因，因为我没有改变任何代码。

我的增量在两台机器上都很稳定，我应该得到平滑的60帧/秒，但桌面上却没有这样流畅。

我注意到减少最大休眠时间（基本上提高帧率）好像有点帮助，但我的所有功能都基于最大60fps。

我不太擅长这个层面的编程（你知道的，线程之类的）。

有什么想法可能是问题所在，我想它可能与游戏循环和更快的处理器有关。

- bigearsman

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首先，Java不是实时的；其次，通过sleep计算时间是相当不可预测的；第三，像你这样的代码（同样）也取决于CPU数量和线程如何被调度。- 研究一下Java的Future和Timer。您还可以尝试查找一些关于实时编程的文献。- 但请注意，游戏引擎有方法和手段来避免这些困难，但这并不是您的“纯Java”。 - laune

Answer 1

关于为什么更快的CPU出现了卡顿，我猜测是因为updateAndRender(...)中的代码。很可能这个方法既更新又渲染，而你可能有多次更新，但只想跳过几次渲染。

对于游戏循环和这类时间循环，记住你的循环会“提前”和“落后”所需时间。这意味着期望你的循环“按部就班”是不切实际的期望。一旦你休眠，你就把控制权交给操作系统。操作系统可能按照请求的时间让你休眠，但很可能如果它没有更好的事情要做，它会提前唤醒你，如果它很忙，它可能会延迟唤醒你。

考虑到这一点，首先确定你已经休眠了多少个游戏“tick”并更新世界状态。然后确定是否已经休眠足够长的时间进行屏幕更新，如果还没有，就等待。如果已经休眠足够长的时间，则检查是否需要多次更新，如果是，则只进行“最后一次”更新。如果你“跳过”了太多屏幕更新（4次是一个好数字），那么就以错误退出，表示屏幕无法以你的目标速度（15fps）绘制。

- Edwin Buck

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你好，你的建议听起来真的很有趣。你能否再解释一下最后一段是什么意思呢？可以用一些伪代码吗？我有点难以理解它。 - bigearsman

确定游戏世界更新的最小时间步长。确定图形更新的最小时间步长。在每个循环开始时，找出你错过了多少次游戏世界更新，然后进行更新。找出你错过了多少次图形更新，然后进行零次或一次更新。这允许丢失图形帧。在更快的系统上，你可能会尝试为每个游戏世界更新绘制，导致大量绘制，浪费周期，并在图形层引起争用。这种争用可能是你看到卡顿的原因。 - Edwin Buck

Answer 2

Thread.sleep 方法本身不是一个可靠的维持帧率的方法。维持帧率的最准确的方法是在渲染开始时使用 System.currentTimeMillis() 进行测量，然后在渲染后使用循环调用 Thread.sleep(1)，直到后续 System.currentTimeMillis() 的差值超过帧率阈值为止。

更多详情请参见 answer。

- sh0rug0ru

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谢谢，我会去查看的。 - bigearsman