UPL5-1——计时判断代码执行效率

本章代码关键字

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Time.realtimeSinceStartup                // 得到Unity程序从启动以来的时间
Stopwatch                                // 用于高精度计时的工具类，可以精确地测量代码执行的时间
Stopwatch.StartNew()                    // 该方法会返回一个Stopwatch对象，并开始计时
stopwatch.Stop()                        // 该方法通过计时对象调用，将停止计时
stopwatch.ElapsedMilliseconds            // 通过计时对象调用，获取耗时时间（毫秒），返回类型为 long，不使用与小于 1ms 的时间获取
stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds        // 该成员通过计时对象调用，获取耗时时间（毫秒），返回类型为 double，可以精确到微秒级
stopwatch.Restart()                        // 清零重启计时

为什么要计时判断代码执行效率

游戏开发中性能资源有限，如果某些代码段耗时过长，会导致帧率下降、卡顿或掉帧，从而导致玩家体验变差
通过计时我们可以更“细颗粒度”找出是哪段代码导致帧率下降

虽然 Profiler 可以帮助我们排查耗时的元凶，但是手动实现代码计时依然可以给我们带来以下好处

  1. Profiler 在正式发布版中一般不包含，而手动计时代码可以在正式版本中用于日志上报、自动分析等
  2. Profiler 不太适合精细比较同一段代码在不同算法下的微秒级表现，而手动计时代码可以让我们针对性的“细颗粒度”的进行比较
  3. Profiler 不太适合做批量性能测试、基准对比，而手动计算可以把一个算法跑指定次数，计算平均耗时、最大耗时等等

等等

计时判断代码执行效率的基本原理

原理：记录一段代码执行前后的时间差，从而估算它的运行耗时
说人话：耗时 = 结束时间 - 开始时间

测试建议：

  1. 多次执行计算 求平均值
  2. 不要在初始化中测试，待消耗稳定后，通过按键启用
  3. 不要在测试中使用 Unity 的控制台打印相关 API，应在完成测试后再输出 或 直接记录数据

利用 Unity 的 Time 类计时（精度低）

利用 Time​ 类中游戏启动以来的时间进行计算
​Time.realtimeSinceStartup​ 得到的时间单位是秒，带小数，是毫秒级的，精度适中（不受 Time.timeScale 缩放影响）

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float startTime = Time.realtimeSinceStartup;
//执行一段逻辑代码
Debug.Log("12312312");

float spendTime = (Time.realtimeSinceStartup - startTime) * 1000f;
Debug.Log($"Debug打印耗时: {spendTime} ms");

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利用 C# 机制封装一个计时类

利用 C# 的 using​ 语句块，using​ 语句块包裹的对象使用完后会调用销毁逻辑（执行 Dispose 函数），可简化操作逻辑

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using System;
using UnityEngine;

public class UnityTimer : IDisposable
{
    private string _name;       // 计时任务的名字
    private uint _num;          // 计时任务的执行次数
    private float _startTime;   // 计时开始时间


    public UnityTimer(string name, uint num)
    {
        _name = name;
        if (num == 0)
            num = 1;
        _num = num;
        _startTime = Time.realtimeSinceStartup;
    }

    public void Dispose()
    {
        float spendTime = (Time.realtimeSinceStartup - _startTime) * 1000f;
        DebugUtil.Log($"{_name} 计时结束，共耗时{spendTime}ms，一共测试{_num}次，每次耗时{spendTime / _num}ms");
    }
}
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using (new UnityTimer("Debug耗时测试", 10000))
{
    //执行一段逻辑代码
    for (int i = 0; i < 10000; i++)
    {
        Debug.Log("12312312");
    }
}

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C# 的 Stopwatch 类

​Stopwatch​ 类是 C# 中提供的一个用于高精度计时的工具类，它可以精确地测量代码执行的时间，常用于性能分析和调试
所属命名空间：System.Diagnostics（诊断）

该类提供毫秒甚至微妙级别的计时精度

常用API：

  1. 利用类中提供的静态方法开启一个计时 Stopwatch.StartNew()

    该方法会返回一个 Stopwatch 对象，并开始计时

  2. 停止计时 stopwatch.Stop()

    该方法通过计时对象调用，将停止计时

  3. 获取计时

    • ​stopwatch.ElapsedMilliseconds

      该成员通过计时对象调用，获取耗时时间（毫秒）
      返回类型为 long，不使用与小于 1ms 的时间获取

    • ​stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds

      该成员通过计时对象调用，获取耗时时间（毫秒）
      返回类型为 double，可以精确到微秒级

  4. 重启计时 stopwatch.Restart()

    该方法通过计时对象调用，会清零重启计时

利用 C# 机制封装一个计时类

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using System;
using System.Diagnostics;

public class CodeTimer : IDisposable
{
    private string _name;       // 计时任务的名字
    private uint _num;          // 计时任务的执行次数
    private Stopwatch _watch;   // 计时对象

    public CodeTimer(string name, uint num)
    {
        _name = name;
        if (num <= 0)
            num = 1;
        _num = num;
        _watch = Stopwatch.StartNew();
    }

    public void Dispose()
    {
        _watch.Stop();
        double spendTime = _watch.Elapsed.TotalMilliseconds;
        DebugUtil.Log($"{_name} 计时结束，共耗时{spendTime}ms，一共测试{_num}次，每次耗时{spendTime / _num}ms");
    }
}
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using (new CodeTimer("Debug耗时测试", 10000))
{
    //执行一段逻辑代码
    for (int i = 0; i < 10000; i++)
    {
        Debug.Log("12312312");
    }
}

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