java - 处理 2 - 线程会加速渲染许多对象吗？

Question

我正在处理这里的草图:https://github.com/davidcool/processing/tree/master/polyhedrons/polyhedrons_4

它在代码方面不是很优雅，但工作正常。它在屏幕上呈现旋转的复杂(意味着许多面)多面体。每次单击它都会添加 5 个新的旋转多面体对象......一旦你有 20-25 个对象，它就会开始陷入困境，这意味着每秒帧数下降并且看起来很不稳定。

我一直在阅读 Processing/Java 中的线程。所以我开始考虑也许我可以将对象总数拆分到每个处理核心。我特别看到了这个例子:http://www.camnewnham.com/threading-in-processing/

在我深入探讨这个问题之前，有人知道线程是否有助于提高动画速度吗？当我正常运行草图时，它是否总是只使用一个核心来绘制循环？线程能否将对象动画渲染分散到“空闲”内核上？

谢谢!

Answer 1

draw() 函数总是由同一个线程调用。这个相同的线程也调用 mousePressed() 和类似的函数。在 Processing 中，这称为动画线程 - Java 有类似的想法，称为 EDT。

所以你不能简单地将你的绘图移动到其他线程。这将导致渲染出现问题 - 例如，动画线程可能正在尝试绘制下一帧，而您的绘图线程仍在尝试绘制前一帧。这是行不通的。

您可以尝试通过让所有辅助线程绘制到 PGraphics 而不是直接调用 Processing 绘制方法来执行您自己的多线程屏幕外缓冲。然后，您必须同步所有绘图线程，并且仅在所有这些线程完成后才将 PGraphics 绘制到屏幕(使用动画线程)。

这不是一项特别困难的工作，但它确实涉及对线程如何工作的相当不错的理解，这超出了大多数 Processing 草图的范围。

另请注意，JavaScript 没有多线程，因此您对线程所做的任何操作都不会在 JavaScript 模式下工作。

这是一个示例草图，它仅使用动画线程每帧绘制 10000 个随机点。我得到大约 7 FPS:

PGraphics sharedGraphics;

void setup(){
  size(500, 500);
  sharedGraphics = createGraphics(500, 500);
}

void draw(){

 sharedGraphics.beginDraw();
 sharedGraphics.background(0);
 for(int i = 0; i < 10000; i++){
   sharedGraphics.ellipse(random(500), random(500), 5, 5);
 }
 sharedGraphics.endDraw();

 image(sharedGraphics, 0, 0);
 println(frameRate);
}

下面是如何使用多个线程来渲染 PGraphics:

PGraphics sharedGraphics;

void setup() {
  size(500, 500);
  sharedGraphics = createGraphics(500, 500);
}

void draw() {

  ArrayList<Thread> threads = new ArrayList<Thread>();

  sharedGraphics.beginDraw();
  sharedGraphics.background(0);
  for (int i = 0; i < 100; i++) {
    Thread t = new DrawThread();
    threads.add(t);
    t.start();
  }

  for (Thread t : threads) {
    try {
      t.join();
    }
    catch(InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  sharedGraphics.endDraw();

  image(sharedGraphics, 0, 0);
  println(frameRate);
}

class DrawThread extends Thread {
  public void run() {
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
      sharedGraphics.ellipse(random(500), random(500), 5, 5);
    }
  }
}

但是，它的性能甚至比单线程模型更差，而且我得到了奇怪的伪像(一些省略号被填充，另一些没有)这表明 PGraphics 不是线程安全的。这可能取决于您使用的渲染器类型。然后您可以添加一些同步:

class DrawThread extends Thread {
  public void run() {
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
      synchronized(sharedGraphics) {
        sharedGraphics.ellipse(random(500), random(500), 5, 5);
      }
    }
  }
}

这行得通，但它的性能更差，因为您仍然一次只能使用一个线程访问 PGraphics，并且每次调用 draw() 时您都在做一堆额外的工作。

您可能可以摆弄它以使其工作，但最终结果是它可能不值得。

"Some people, when confronted with a problem, think “I know, I'll use multithreading”. Nothhw tpe yawrve o oblems."