如何解决ProtoBuf反序列化中GC高的问题

作者：admin
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分类：厚积薄发

1）如何解决ProtoBuf反序列化中的GC高的问题
2）如何在编辑器中集成实时查看Mipmap使用层级工具

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From UWA AI 问答

Q：有没有比较好的解决ProtoBuf反序列化GC的方案？

A：在Unity项目中，使用ProtoBuf进行反序列化时产生的GC主要来源于两方面：内存分配的临时对象（如字符串、装箱操作）和反射机制的低效调用。以下是针对这些问题的成熟且高效的解决方案。

1. 使用[Preserve]与强制AOT初始化避免反射GC
IL2CPP环境下，由于AOT编译限制，ProtoBuf生成代码中的泛型反射方法可能未被提前编译，导致运行时尝试动态调用而崩溃或触发大量GC。为确保所有必要的反射初始化代码被保留：
using Google.Protobuf.Reflection;
using UnityEngine.Scripting;

[Preserve]
private void ForceReflectionInitialization()
{
    // 显式调用每个消息类型的ForceReflectionInitialization
    FileDescriptor.ForceReflectionInitialization<MyMessage1>();
    FileDescriptor.ForceReflectionInitialization<MyMessage2>();
    // 添加所有用到的消息类型
}
此方法无需调用，仅需存在即可被链接器保留。配合[Preserve]特性防止代码剥离，可有效解决因AOT缺失导致的异常及性能损耗。

2. 避免字符串与值类型装箱，实现0GC解析辅助
参考TMP文本优化思路，可对ProtoBuf解析过程中的输出处理进行定制，减少中间对象分配。例如，在自定义的日志系统或UI更新中直接复用StringBuilder写入，而非通过ToString()创建新字符串。

全局复用StringBuilder用于格式化输出。

对数字字段转字符串时，采用无GC的NumberFormatter.NumberToString(ref char[] buffer, int value)方式，将结果写入预分配字符数组。

自定义IFormatter实现，绕过装箱操作，直接处理基本类型。

3. 使用原生字节访问替代高开销API
对于高频解析场景（如网络同步），考虑绕过完整反序列化流程，直接读取字节流中的关键字段：
// 使用CodedInputStream直接读取特定字段
var input = CodedInputStream.CreateInstance(data);
while (!input.IsAtEnd)
{
    var tag = input.ReadTag();
    switch (tag.FieldNumber)
    {
        case 1:
            int hp = input.ReadInt32();
            break;
        // 只解析必要字段
    }
}
这种方式跳过对象构建开销，适用于只关心部分数据的轻量级更新。

4. 缓冲池管理Message实例
频繁创建/销毁ProtoBuf对象会加剧GC压力。建议使用对象池缓存常用Message实例：
public class MessagePool<T> where T : IMessage, new()
{
    private static readonly Stack<T> _pool = new();

    public static T Get() => _pool.Count > 0 ? _pool.Pop() : new T();

    public static void Release(T msg) { _pool.Push(msg); }
}
结合Clear()重置状态后复用，显著降低内存分配频率。

综上，核心策略是：强制AOT初始化 + 禁止代码剥离 + 复用缓冲区 + 裁剪不必要的反序列化流程。这些方法已在多个上线项目中验证，能有效将ProtoBuf相关GC降至接近零。