O3DE引擎中DX12渲染后端切换关卡冻结问题分析
2025-05-28 00:55:44作者:韦蓉瑛
问题背景
在O3DE游戏引擎的开发过程中,开发人员发现当使用DX12作为渲染后端时,编辑器在切换关卡时会出现冻结现象。这个问题在Vulkan渲染后端下不会出现,表明这是一个特定于DX12实现的并发处理问题。
问题现象
当开发者在编辑器中进行以下操作时会出现问题:
- 启动编辑器并加载任意关卡
- 尝试加载另一个关卡
- 编辑器主线程冻结
通过调试发现,主线程卡在DX12的Fence等待操作上,具体是在Fence.cpp
文件的WaitForSingleObject
调用处。
技术分析
死锁原因
深入分析后发现,这是一个典型的死锁问题,涉及两个关键线程:
- 主线程:负责关卡加载和资源初始化
- 次级拷贝队列线程:负责异步资源上传
死锁发生的具体流程如下:
- 主线程在加载新关卡时,通过
ImageBasedLightFeatureProcessor::GetInstanceForImage
方法请求创建一个流式图像实例 - 该方法调用
StreamingImage::FindOrCreate
,获取了InstanceDatabase<StreamingImage>
的互斥锁 - 在持有该锁的情况下,主线程又通过DX12的
AsyncUploadQueue
提交了上传任务 - 上传任务被放入次级拷贝队列的工作队列中
- 主线程等待上传任务完成,但此时次级拷贝队列线程尝试处理队列中的命令
- 某些命令需要释放流式图像资源,这又需要获取
InstanceDatabase
的互斥锁 - 由于主线程已经持有该锁,次级线程被阻塞
- 主线程等待次级线程完成上传,次级线程等待主线程释放锁,形成死锁
Vulkan与DX12的差异
有趣的是,这个问题在Vulkan后端不会出现。经过分析发现,这是因为在Vulkan实现中,由于BindlessDescriptorPool
的存在,流式图像的引用计数多了一个,使得FindOrCreate
操作能够提前返回而不需要获取互斥锁。
换句话说,Vulkan能够正常工作纯属巧合,实际上两种后端实现都存在潜在的并发问题。
解决方案
修复这个问题的核心思路是重构资源加载和异步上传的交互逻辑,确保不会在持有资源数据库锁的情况下等待异步操作完成。具体措施包括:
- 对
RHI::Object
的名称设置和获取操作添加互斥保护,防止并发访问 - 重新设计资源加载流程,避免在持有锁的情况下触发异步操作
- 确保所有资源释放操作不会与资源创建操作产生锁竞争
性能影响
需要注意的是,这个修复方案虽然解决了死锁问题,但在Vulkan后端会导致关卡加载速度明显变慢,特别是在处理大型关卡时。这是因为新增的互斥锁保护增加了线程同步的开销。
这个问题需要在后续的图形音频特别兴趣小组会议中进一步讨论,以寻找更优的解决方案,既能保证线程安全,又能维持良好的性能。
经验教训
这个案例给我们几个重要的启示:
- 在资源管理系统设计中,必须谨慎处理锁的粒度和持有时间
- 异步操作和同步锁的结合使用需要特别小心,容易导致死锁
- 不同图形API的实现差异可能导致表面上"工作正常"的假象,实际隐藏着潜在问题
- 线程安全问题的修复往往需要在正确性和性能之间做出权衡
通过这个问题的分析和解决,O3DE引擎的资源管理系统得到了改进,为未来的多线程渲染优化打下了更坚实的基础。
登录后查看全文
热门项目推荐
GLM-4.6
GLM-4.6在GLM-4.5基础上全面升级:200K超长上下文窗口支持复杂任务,代码性能大幅提升,前端页面生成更优。推理能力增强且支持工具调用,智能体表现更出色,写作风格更贴合人类偏好。八项公开基准测试显示其全面超越GLM-4.5,比肩DeepSeek-V3.1-Terminus等国内外领先模型。【此简介由AI生成】Jinja00- DDeepSeek-V3.2-ExpDeepSeek-V3.2-Exp是DeepSeek推出的实验性模型,基于V3.1-Terminus架构,创新引入DeepSeek Sparse Attention稀疏注意力机制,在保持模型输出质量的同时,大幅提升长文本场景下的训练与推理效率。该模型在MMLU-Pro、GPQA-Diamond等多领域公开基准测试中表现与V3.1-Terminus相当,支持HuggingFace、SGLang、vLLM等多种本地运行方式,开源内核设计便于研究,采用MIT许可证。【此简介由AI生成】Python00
openPangu-Ultra-MoE-718B-V1.1
昇腾原生的开源盘古 Ultra-MoE-718B-V1.1 语言模型Python00ops-transformer
本项目是CANN提供的transformer类大模型算子库,实现网络在NPU上加速计算。C++0118AI内容魔方
AI内容专区,汇集全球AI开源项目,集结模块、可组合的内容,致力于分享、交流。02Spark-Chemistry-X1-13B
科大讯飞星火化学-X1-13B (iFLYTEK Spark Chemistry-X1-13B) 是一款专为化学领域优化的大语言模型。它由星火-X1 (Spark-X1) 基础模型微调而来,在化学知识问答、分子性质预测、化学名称转换和科学推理方面展现出强大的能力,同时保持了强大的通用语言理解与生成能力。Python00GOT-OCR-2.0-hf
阶跃星辰StepFun推出的GOT-OCR-2.0-hf是一款强大的多语言OCR开源模型,支持从普通文档到复杂场景的文字识别。它能精准处理表格、图表、数学公式、几何图形甚至乐谱等特殊内容,输出结果可通过第三方工具渲染成多种格式。模型支持1024×1024高分辨率输入,具备多页批量处理、动态分块识别和交互式区域选择等创新功能,用户可通过坐标或颜色指定识别区域。基于Apache 2.0协议开源,提供Hugging Face演示和完整代码,适用于学术研究到工业应用的广泛场景,为OCR领域带来突破性解决方案。00- HHowToCook程序员在家做饭方法指南。Programmer's guide about how to cook at home (Chinese only).Dockerfile011
- PpathwayPathway is an open framework for high-throughput and low-latency real-time data processing.Python00
最新内容推荐
基于Matlab的等几何分析IGA软件包:工程计算与几何建模的完美融合 PANTONE潘通AI色板库:设计师必备的色彩管理利器 ZLIB 1.3 静态库 Windows x64 版本:高效数据压缩解决方案完全指南 WebVideoDownloader:高效网页视频抓取工具全面使用指南 海能达HP680CPS-V2.0.01.004chs写频软件:专业对讲机配置管理利器 昆仑通态MCGS与台达VFD-M变频器通讯程序详解:工业自动化控制完美解决方案 瀚高迁移工具migration-4.1.4:企业级数据库迁移的智能解决方案 电脑PC网易云音乐免安装皮肤插件使用指南:个性化音乐播放体验 CrystalIndex资源文件管理系统:高效索引与文件管理的最佳实践指南 PhysioNet医学研究数据库:临床数据分析与生物信号处理的权威资源指南
项目优选
收起

deepin linux kernel
C
23
6

OpenHarmony documentation | OpenHarmony开发者文档
Dockerfile
225
2.26 K

暂无简介
Dart
526
116

React Native鸿蒙化仓库
JavaScript
211
287

Nop Platform 2.0是基于可逆计算理论实现的采用面向语言编程范式的新一代低代码开发平台,包含基于全新原理从零开始研发的GraphQL引擎、ORM引擎、工作流引擎、报表引擎、规则引擎、批处理引引擎等完整设计。nop-entropy是它的后端部分,采用java语言实现,可选择集成Spring框架或者Quarkus框架。中小企业可以免费商用
Java
9
1

openvela 操作系统专为 AIoT 领域量身定制。服务框架:主要包含蓝牙、电话、图形、多媒体、应用框架、安全、系统服务框架。
CMake
795
12

🎉 (RuoYi)官方仓库 基于SpringBoot,Spring Security,JWT,Vue3 & Vite、Element Plus 的前后端分离权限管理系统
Vue
986
582

Ascend Extension for PyTorch
Python
67
97

本项目是CANN提供的数学类基础计算算子库,实现网络在NPU上加速计算。
C++
566
94

GLM-4.6在GLM-4.5基础上全面升级:200K超长上下文窗口支持复杂任务,代码性能大幅提升,前端页面生成更优。推理能力增强且支持工具调用,智能体表现更出色,写作风格更贴合人类偏好。八项公开基准测试显示其全面超越GLM-4.5,比肩DeepSeek-V3.1-Terminus等国内外领先模型。【此简介由AI生成】
Jinja
42
0