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three.js中多執行緒的使用及效能測試詳解

前言

今天郭先生說一下WebWorker以及WebWorker在three.js中的應用。我們都知道Javascript是單執行緒的,比如執行js程式碼的同時UI渲染就會停止,對於多核CPU的點腦,這一點讓人難以接受,好在Web Worker的出現多少解決了一些問題。官方說Web Worker指的是一種可由指令碼建立的後臺任務,任務執行中可以向其建立者收發資訊。要建立一個 Worker ,只須呼叫 Worker(URL) 建構函式,函式引數 URL 為指定的指令碼。關於Web Worker的更多知識請閱讀Web Worker。線案例請點選web-worker,

1. 在three.js中使用多執行緒

在three.js中使用Web Worker經常發生在大量計算造成CUP阻塞的情況下,我們舉一個例子,比如說我們製作了1000個Mesh,

three.js中多執行緒的使用及效能測試詳解

讓他們簡單的動起來,CPU幾乎沒有什麼壓力,FPS會在60左右,但是如果讓這1000個Mesh的位置都需要大量計算才能得到,那麼FPS就會很低(和計算量成負相關),下面是一段程式碼

for(let i=0; i<num; i++) {
 let angle = positions[i].y / (1000 / (Math.PI * 10));
 positions[i].x = positions[i].x + Math.sin(angle);
 positions[i].z = positions[i].z + Math.cos(angle);
 positions[i].y = positions[i].y + 1;
		//上面就是簡單的位置變化,下面的程式碼模擬複雜的變化,累加100000次(這是非常佔用執行緒的情況)
 for(let j=1,total=1; j<=100000; j++) {
 total += j;
 }
 if(positions[i].y > 500) {
 positions[i].y = positions[i].y - 1000;
 }
}
for(var i=0; i<num; i++) {
 group.children[i].position.set(positions[i].x,positions[i].y,positions[i].z);
}

positions是儲存1000個Mesh位置資訊的陣列,group裡面儲存了所有的Mesh,每次渲染都更改positions的位置資訊,然後給Group的每一個Mesh設定新值,這種情況下FPS會低至7FPS,轉動場景可以很明顯的感覺到卡頓。接下來我們使用Web Worker處理這個問題,主執行緒程式碼如下

myWorker = new Worker('/static/js/worker.js');
myWorker.postMessage(positions);
myWorker.onmessage = e => {
 let positions = e.data;
 for(var i=0; i<num; i++) {
 group.children[i].position.set(positions[i].x,positions[i].z);
 }
}

指令碼程式碼如下

onmessage = function(e) {
 let num = 1000;
 let positions = e.data;
 setInterval(e => {
 for(let i=0; i<num; i++) {
  let angle = positions[i].y / (1000 / (Math.PI * 10));
  positions[i].x = positions[i].x + Math.sin(angle);
  positions[i].z = positions[i].z + Math.cos(angle);
  positions[i].y = positions[i].y + 1;
  for(let j=1,total=1; j<=100000; j++) {
  total += j;
  }
  if(positions[i].y > 500) {
  positions[i].y = positions[i].y - 1000;
  }
 }
 postMessage(positions);
 },1000 / 60)
};

主要程式碼和未使用Web Worker幾乎一樣,只不過是將處理位置的程式碼放在新的執行緒中完成,setInterval定時器每一次完成位置計算都會通過postMessage(positions)將位置資訊返回給主執行緒,主執行緒通過onmessage接受資訊,返回物件的data屬性就是新的positions。這樣一來FPS可以達到60左右,轉動場景感覺的到卡頓。這是十分讓人欣喜的。

2. 效能分析

前面已經說了在每一次位置計算中做10萬次累加,未使用Web Worker的情況下FPS降到了7,下面是更多的資料(資料僅做對比,和當前使用情況以及配合有關)。


累加次數(萬次) 使用Web Worker 未使用Web Worker
1 60 60
3 60 39
5 60 26
7 60 11
9 60 8
11 60 6

這裡面可以看出,不管是多麼大量的計算,使用Web Worker都不會影響主執行緒,但是對於未使用Web Worker影響是十分嚴重的,下面展示一下兩種情況下電腦效能的對比

(未使用Web Worker)

three.js中多執行緒的使用及效能測試詳解

(使用Web Worker)

three.js中多執行緒的使用及效能測試詳解

這裡可以看出使用更多的執行緒可以很明顯的提升CPU使用率。小夥伴們不妨開啟線上案例親自測試一下。

總結

到此這篇關於three.js中多執行緒的使用及效能測試的文章就介紹到這了,更多相關three.js多執行緒使用及效能測試內容請搜尋我們以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援我們!

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