使用XNA时CPU占用率过高

Question

使用XNA时CPU占用率过高

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我今天注意到，当我编译和运行一个新的XNA 4.0游戏时，其中一个CPU线程运行在100％，帧速率下降到54 FPS。

奇怪的是，有时它以60 FPS工作，但然后它只会下降到54 FPS。

我以前没有注意到这种行为，所以我不知道这是否正常。我卸载了我的防病毒软件并重新安装了XNA Game Studio、XNA Redistributable和.NET Framework 4。

如果我将IsFixedTimeStep设置为false，游戏以60 FPS运行，CPU使用率很低（1-2％）。但据我所知，这要求我使用ElapsedGameTime进行速度计算，但我不知道如何做，因为我对XNA相当新。但是有些人说将其设置为false可以减少动画抖动。

我已经检查了这个论坛帖子，但没有人找到一个好的解决方案。

有人遇到过这个问题吗？

编辑：我进行了更多的研究，并实现了一个FPS计数器（直到现在，我用Fraps测量它），我的计数器显示游戏以60 FPS运行（IsFixedTimeStep = true），所以这解决了FPS问题，但高CPU使用率仍然存在。这是每个人都会发生的吗？

- Klemen Košir

我也遇到过这个问题，试图解决它真的让我头痛不已，因为性能分析只告诉我时间花在了框架代码的某个地方。有趣的是，如果程序不在前台，它仍然可以正确地更新/绘制/运行，但 CPU 使用率会降至正常水平。 - Cheezmeister

你有多少个核心？通常游戏循环的“忙等待”while(1) { update(); draw(); }不会休眠（否则游戏会卡顿），因此您应该至少期望使用_一个逻辑核心_的100％。（因此，如果您有双核CPU，则应为50％，具有超线程的双核心应该约为25％） - bobobobo

2个回答

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高 CPU 使用率（一个核心上达到 100%）对于游戏来说并不是问题，换句话说，这是预期的。编写游戏时使用 CPU 的方式要求你这样做。

打开代码环境并编写一个简单的程序。

void main(){
    while(1) puts( "aaah" ) ;
}

打开CPU监视器，看到一个核心的使用率达到了100%。

现在你的游戏正在执行以下操作：

void main(){
    while(1){
        update() ;
        draw() ;

        while( getTimeElapsedThisFrame() < 1.0/60.0 ) ; // busy wait, until 16ms have passed
    }
}

基本上，你调用update()和draw()，这将占用你计算一帧的大部分16ms时间（当你的游戏有很多东西时，你将会占用大部分时间）。

现在，由于操作系统睡眠分辨率不精确（如果你调用sleep(1ms)，它实际上可能会睡眠20ms，然后你的应用程序才会再次唤醒），所以游戏永远不会调用操作系统函数Sleep。Sleep函数会导致你的游戏“过度休眠”，使游戏看起来卡顿缓慢。

好的CPU使用率不值得拥有一个无响应的游戏应用程序。因此，标准是“忙等待”，并消耗CPU时间。

- bobobobo

我不同意。游戏可以是GPU或CPU绑定的。如果它是GPU绑定的，对于图形密集型游戏来说很可能CPU会花费一部分时间处于空闲状态。但即使您在这些游戏中增加了额外的逻辑，那也不会是您的输入逻辑，因为Update()每帧只调用一次。响应速度仍然保持不变。此外，将IsFixedTimeStep = false设置为XNA尽可能快地调用帧（更新、绘制），而不是在固定间隔内调用。 - neeKo

CPU绑定或GPU绑定仅指瓶颈是CPU还是GPU。这在这里并不重要。我上面展示的代码显示了当帧被绘制时XNA框架内部发生的情况，并且说明为什么你应该期望在游戏运行时至少有一个核心的100％处于使用状态。 - bobobobo

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我仍然不同意。创建一个XNA游戏项目并运行它。它会在任何核心上占用100％吗？对我来说不是。在另一台PC上，直到我进行了更改，它才使用了100％。即使是您发布的这个无限循环也从未使用过100％ - 看看。 - neeKo

它正在使用一个核心的100%（1核心/8=12.5%你总可用CPU）。你所看到的（将100%的负载“重新分配”在你的8个核心之间）一定有一个名字，但我不知道是什么。 - bobobobo

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你的推理是：游戏应用程序有一个循环，因此它们必须在一个核心上使用100％的CPU。但是，如果您实际运行XNA游戏项目，则不会在一个核心上获得100％的使用率-因此您的推理是错误的。如果您不想亲自检查，这里有一个例子。因此，在一个核心上限制了100％的使用实际上是一个真正的问题，只会在某些配置上偶尔发生。 - neeKo

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可以查看英文原文，
原文链接

- neeKo · Accepted Answer

根据XBox Live Indie Games论坛上的这个讨论，显然在一些处理器（和操作系统）上，当使用默认值Game.IsFixedTimeStep时，XNA会占用一个核心的100% CPU时间。

一个常见的解决方案（对我也有效）是在你的Game构造函数中添加以下内容：

IsFixedTimeStep = false;

这是什么意思？

Game.IsFixedTimeStep 属性为 true 时，确保您的每一帧（Update(), Draw(), ...）在指定的固定时间间隔 Game.TargetElapsedTime 内被调用。默认值为每秒 60 次调用。

当 Game.IsFixedTimeStep = false 时，下一帧的调用将在前一帧完成后发生。如下时间图所示：

enter image description here

这种变化会对我的代码产生什么影响？

所有基于固定时间计算的操作（移动、定时等）需要进行修改以适应可变时间步长。幸运的是，这非常简单。

假设您原来有：

Vector3 velocity;
Vector3 position;

对于某些对象，您正在使用以下方式更新其位置

position += velocity;

默认情况下，这意味着对象的速度是60 * velocity.Length()每秒单位。您每秒添加60次速度。

当您将该句话翻译成代码时，您会得到这个简单的修改：

position += velocity * 60 * gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds;

简单来说：你根据经过的时间来缩放添加的值。

在执行移动（或计时等）操作的位置进行这些修改，可以确保你的游戏表现与固定时间步长时相同。