UE4渲染任務的產生及入隊

渲染任務是如何產生並壓入到渲染隊列的呢

還記得ENQUEUE_UNIQUE_RENDER_COMMAND_ONEPARAMETER宏嗎，該宏的作用就是生成渲染任務並壓入渲染隊列。

這是筆者知道的一種方式，應該還有其他方式。

ENQUEUE_UNIQUE_RENDER_COMMAND_ONEPARAMETER宏展開後會得到下面的核心代碼，

它的作用是把創建任務並壓入渲染隊列:

TGraphTask<EURCMacroBeginDrawingCommand>::CreateTask().ConstructAndDispatchWhenReady(this);

先介紹TGraphTask：它是一個模板類，繼承自FBaseGraphTask，裏面維護了具體的任務，作用相當於具體任務的託管.

CreateTask() 創建了TGraphTask對象，同時也創建了具體的任務(EURCMacroBeginDrawingCommand).

下面展示的代碼都是圍繞渲染線程執行任務展開的，並且只是展示核心的代碼。

看看ConstructAndDispatchWhenReady裏做了什麼

FGraphEventRef ConstructAndDispatchWhenReady(T&&... Args)
{
	new ((void *)&Owner->TaskStorage) TTask(Forward<T>(Args)...);
	//這個Owner就是TGraphTask對象，這裏Prerequisites和CurrentThreadIfKnown都爲null
	return Owner->Setup(Prerequisites, CurrentThreadIfKnown);
}

Setup中調用了SetupPrereqs

void SetupPrereqs(const FGraphEventArray* Prerequisites, ENamedThreads::Type CurrentThreadIfKnown, bool bUnlock)
{
	//這個Task就是具體的任務，對應上面的EURCMacroBeginDrawingCommand實例
	TTask& Task = *(TTask*)&TaskStorage;
	//設置任務期望在哪個線程被執行，GetDesiredThread這裏獲取的值是ENamedThreads::RenderThread，即渲染線程!
	SetThreadToExecuteOn(Task.GetDesiredThread());
	int32 AlreadyCompletedPrerequisites = 0;
	
	PrerequisitesComplete(CurrentThreadIfKnown, AlreadyCompletedPrerequisites, bUnlock);
}

void PrerequisitesComplete(ENamedThreads::Type CurrentThread, int32 NumAlreadyFinishedPrequistes, bool bUnlock = true)
{
	QueueTask(CurrentThread);
}

QueueTask裏也很簡單

void QueueTask(ENamedThreads::Type CurrentThreadIfKnown)
{
//這三個實參分別爲：入隊的task，task期待被執行的線程Id(這裏爲渲染線程)，當前的線程(這裏爲AnyThread)
	FTaskGraphInterface::Get().QueueTask(this, ThreadToExecuteOn, CurrentThreadIfKnown);
}

FTaskGraphInterface::Get()得到子類FTaskGraphImplementation

可見最終會調用到FTaskGraphImplementation的QueueTask()，該接口的作用是把任務放入正確的隊列

virtual void QueueTask(FBaseGraphTask* Task, ENamedThreads::Type ThreadToExecuteOn, ENamedThreads::Type InCurrentThreadIfKnown = ENamedThreads::AnyThread) final override
{

	ENamedThreads::Type CurrentThreadIfKnown;
	if (ENamedThreads::GetThreadIndex(InCurrentThreadIfKnown) == ENamedThreads::AnyThread)
	{
		//在這裏會執行這一步，GetCurrentThread得到的是主線程
		CurrentThreadIfKnown = GetCurrentThread();
	}
	else
	{
		CurrentThreadIfKnown = ENamedThreads::GetThreadIndex(InCurrentThreadIfKnown);
		checkThreadGraph(CurrentThreadIfKnown == ENamedThreads::GetThreadIndex(GetCurrentThread()));
	}
	{
		int32 QueueToExecuteOn = ENamedThreads::GetQueueIndex(ThreadToExecuteOn);
		ThreadToExecuteOn = ENamedThreads::GetThreadIndex(ThreadToExecuteOn);
		FTaskThreadBase* Target = &Thread(ThreadToExecuteOn);
		//這裏ThreadToExecuteOn是渲染線程，CurrentThreadIfKnown是主線程
		if (ThreadToExecuteOn == ENamedThreads::GetThreadIndex(CurrentThreadIfKnown))
		{	//壓入和期待被執行的線程相同
			Target->EnqueueFromThisThread(QueueToExecuteOn, Task);
		}
		else
		{	//壓入和期待被執行的線程不同，所以執行這裏
			Target->EnqueueFromOtherThread(QueueToExecuteOn, Task);
		}
	}
}

EnqueueFromOtherThread裏主要是把task壓入渲染線程的IncomingQueue隊列裏，IncomingQueue的優先級最低

還有兩個隊列，分別是PrivateQueueHiPri和PrivateQueue，PrivateQueueHiPri裏的任務會優先執行

virtual bool EnqueueFromOtherThread(int32 QueueIndex, FBaseGraphTask* Task) override
{	
	//把任務放入IncomingQueue隊列裏
       //從這裏可以看出IncomingQueue隊列存儲的是壓入線程不同於期待被執行的線程的task
	Queue(QueueIndex).IncomingQueue.ReopenIfClosedAndPush(Task);
}

至此，結合前面幾篇博客，UE4的整個渲染系統框架的來龍去脈大致摸清楚了！

總結：

在game線程中每幀通過邏輯運算會產生很多渲染task, 其中一種方式是調用ENQUEUE_UNIQUE_RENDER_COMMAND_ONEPARAMETER，然後發送到渲染線程維護的隊列裏。之後，渲染線程不斷調用ProcessTasksNamedThread處理任務，這裏的任務大都是執行渲染指令。通過這種方式達到了渲染和邏輯運算分離並同時運行的目的（並不是同時運行同一幀，而是渲染線程跑第N幀，game線程跑N+1幀），這也就是我們常說的多線程渲染。以前的引擎架構大都數單線程的，先通過遊戲邏輯算出需要渲染的數據，再把這些數據封裝成渲染指令，之後進行渲染。這種架構優點是簡單清晰，各種流程都易於控制；但缺點也很明顯，無法利用cpu的多個核。而現在的手機，電腦cpu的核數不斷在增加，主頻卻比以前低了不少，充分利用這些核是一種提高遊戲效率不可或缺的途徑，所以，多線程渲染必將成爲遊戲引擎的主流方式。