Haskell中的GC暂停对于软实时应用程序的影响

Question

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我目前在学习Haskell，只是出于兴趣，因为我想看看如何以非面向对象的方式设计程序。

但我还在研究是否有用使用Haskell来开发游戏引擎。我的主要问题是GC（垃圾回收）。

我知道GHC是并发和线程本地的。

我读过GC通常会在1ms-5ms之间暂停。我知道这对每个程序都不同，但我仍需要一些数字来进行计算。

假设我的游戏以60fps运行，这意味着每帧需要0.016666667s的计算时间对吗？GC暂停会将这个时间增加到~0.017666667，这将导致56fps。所以这是~4fps或7％的性能损失。对我来说，这是一个相当大的打击。

现在我依靠线程本地GC，因为我希望我的游戏引擎高度并发。

我想为游戏代码使用Actor模型，因此每个实体都将拥有自己的内存。如果我没记错的话，这意味着每个实体都有自己的本地垃圾回收。

但主要问题仍然是游戏引擎及其主循环。7％的随机fps下降相当大。

我的计算正确吗？你能给我一些建议吗？

- Maik Klein

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你假设垃圾回收在每个帧计算时运行。这可能是错误的。 - Nicolas

@Nicolas 我并不认为它会在每一帧都运行。我认为它会在某个时刻运行，然后暂停它的本地线程。但是1毫秒的暂停在60fps下会导致4fps的降低。我不确定它何时运行，但我认为有一些参数可以调整。我仍然希望我是错的。 - Maik Klein

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不，你在每个帧计算中都加了1毫秒。这意味着你假设在每个帧中，由于GC而丢失1毫秒。根据你的计算，GC每秒调用56次，并使用1毫秒运行。 - Nicolas

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你还假设在没有考虑垃圾收集的情况下，你成功地用1/60秒填满了所有有用的计算。 - Daniel Wagner

相关：https://dev59.com/FWUp5IYBdhLWcg3wf3us的当前状态 - shang

1个回答

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- Nicolas · Accepted Answer

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你的计算存在偏差。

没错：60 fps = 每0.0166667秒1帧。

假设（最坏情况）GC暂停程序5毫秒。每次GC运行，你会损失0.005。这意味着每次调用GC时，你会损失0.333 fps。

为了得到正确的计算结果，我们需要知道GC被调用的频率，但我不知道，这肯定与你的程序生成的数据量有关。

- Nicolas

谢谢，我不知道我会产生多少垃圾，所以我无法预测暂停时间。如果我现在开始用Haskell编写我的引擎，并且在两年后发现暂停时间不可接受，那么我就浪费了两年的时间。（有点糟糕） - Maik Klein

然后使用C++或编写负载测试是你要做的第一件事。 - kqr

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@MaikKlein 你应该观看John Carmak在QuakeCon 2013的主题演讲。他谈到了这个问题，并提出了可能的解决方案。他描述了如何在C++中实现他的想法，但我相信你可以通过管理纹理等来使用C外部指针在Haskell中实现他所描述的内容。 - asm

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@AndrewMyers 我几天前实际上就看了这个，所以现在我正在学习 Haskell :). 我完全错过了垃圾回收部分。他说每帧进行垃圾回收是完全可行的，这可能是我要做的。谢谢 - Maik Klein