【游戏引擎架构】6.2 资源管理器

资源管理器可以分为离线部分系统和运行时系统

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离线资源管理

数据库

UE的数据库可以直接浏览、编辑资产，看到运行时的状态；但也存在两个较大的缺点：

  1. 版本管理不友好。资产以二进制的大文件存储，无法直接使用版本管理工具比对差异。虽然引擎本身对P4做了diff蓝图的支持，但蓝图以外的内容或者不使用p4进行版本管理的团队还是无法对资产作差
  2. 移动文件有残留。移动文件时会在原来的位置留下一个重定向文件。虽然这种设计可以使得引用链上游的资产不需要更改指向，但会导致冗余数据的留存。对此UE也设计了删除这个中间文件的按钮（位于右键菜单中），不过目前UE4应该还需要手动清理

资产管道

用于将第三方工具创建出来的资产导入引擎使用
资产管道的处理通常分为导出、编译和链接：

  1. 导出
    从第三方工具导出成磁盘上存储的内容
  2. 编译
    经过编译的步骤转化为目标引擎可以识别的格式
  3. 链接
    把资产之间的引用关系链接起来

运行时资源管理

文件结构

可以已有的或自定义文件结构存储。但在进行文件结构设计时，进行打包和压缩有助于加速资源 的加载

  1. 打包：
    建议打包是因为这种存储方式可以加快文件的读取
    文件读取的耗时大头可分为三个部分：
    1. 寻道时间
    2. 开启文件的时间
    3. 读取文件的时间
      将n个资源打包成1个 可以减少上述步骤2：开启文件的耗时
      可以参考UE将多个资源文件打成一个pak的方式
  2. 压缩：
    压缩资源文件可以加快资源的传输，由于蓝光光盘/DVD等存储媒介数据传输极慢，压缩的加载提升尤为明显

内存管理

需要考虑如何进行内存管理可以最大化内存利用率、减少内存碎片
内存的分配策略可分为以下几种：

  1. 堆分配：最简单粗暴的方式，引擎层完全不考虑内存碎片的存在。依赖操作系统的虚拟分页对内存碎片的映射来解决。但这种方式不适用于虚拟分页做得不太好的主机平台
  2. 堆栈分配：不会产生内存碎片的分配方式。使用单个或者双栈来进行内存的分配
    单栈：内存单向增长，以关卡为单位分配、入栈和出栈。适合以关卡为单位进行的游戏
    双栈：分为上下两个栈，上面的栈内存自上而下增长，下面的栈内存自下而上增长。双栈的设计可用于不同的分工，如一个栈存放常驻内存的资源，另一个存放临时资源。或者一个用于当前正在展示的内容，另一个用于即将使用的内容，实现一个缓冲策略等等
  3. 池分配：设定一个固定的块大小，作为内存分配的基本单位。使用链表串联一个资源的各个块。优点是灵活性和适用度较高；缺点是为了填充成完整块，容易造成资源浪费
  4. 资源组分配：基于池分配器做了一点改进，解决池分配的缺点。
    使用一个链表将所有填充的部分串联起来，需要使用内存的时候从这里查找。但资源组分配的缺点是需要复杂度较高，而且需要考虑生命周期的问题：原资源释放的时候会造成使用其填充内存的资源被部分释放。书中提到了一个解决方案是保证原资源的生命周期>=填充资源的生命周期。比如，一个关卡内部的资源就可以使用这个关卡的填充内存。
  5. 资源文件分段分配：将资源文件根据生命周期或者使用场景划分为不同的段，分给不同的时机加载。
    比如UE4在游戏启动的时候只加载pak文件的头部路径信息，而不真正将所有资源加载到内存。（UE5拆得更彻底，直接将描述信息拆成一个单独的文件.utoc和真正存储资产内容的.uasset）使用到的时候才读取资源部分

文件间引用

存取得时候需要处理引用关系尤其是指针的存取。因为指针实际上只是一个内存地址，程序终止以后这个地址就没有意义了。

但我们需要把内容存储到磁盘上，因此不能直接存此时指针的内容而是需要做一个转换。

转换的方式可以是转为存储GUID或者偏移量

  1. 存储GUID
    Global Unique Identifier 全局唯一标识符，每个资源管理系统都应该设计的资源唯一标识
  2. 存储偏移量
    如果存储的是偏移量，需要另外存储一个指针转换表来进行映射

此外还需要考虑C++的对象引用。对于此书中提出两个解决方案：1. 二进制文件不使用C++对象 2. 使用一个表来映射C++对象的偏移量和其所属的类

最后由于存在文件之间的交叉引用，读取的时候，先将所有的引用内容全部反序列化回内存，再将所有的指针转回内存地址