UE5多线程｜TaskGraph

UE5多线程｜TaskGraph

  • 作者：admin
  • /
  • 时间：4小时前
  • /
  • 浏览：19 次
  • /
  • 分类：厚积薄发

【USparkle专栏】如果你深怀绝技，爱“搞点研究”，乐于分享也博采众长，我们期待你的加入，让智慧的火花碰撞交织，让知识的传递生生不息！

TaskGraph是线程池的进阶，能让任务之间产生依赖，上层可以方便地指定这种依赖。各任务的依赖关系就形成了“图”。

除了线程池，TaskGraph还可以管理GrameThread、RenderThread等独立线程的调度，是UE中最复杂，功能最全面的多线程调度框架了。

典型场景
UE的多线程GC是TaskGraph的一个典型场景，需要把一个大的Array分割成若干小的Array，然后分到多个线程处理，GameThread需要等这些线程都处理完了，再执行以后的任务。代码如下：

注意最后的ParallelFor，把多线程处理封装成并行For行为，分发到多个线程，然后等待多线程执行结束。

如果用普通线程实现这个功能，需要手动用FEvent实现等待，要写一些特化代码。

一、使用TaskGraph

1. Gamethread Tick
最常见的GameThread World Tick，就是由TaskGraph驱动的，因为GameThread也由TaskGraph管理，我们写的Actor::Tick，Component::Tick都在这里执行。Tick函数本身可以包装到TGraphTask里，然后用WaitUntilTasksComplete函数执行所有Task。

2. Async函数
Async函数可以指定EAsyncExecution::TaskGraph，让任务在TaskGraph线程池中执行。还能指定EAsyncExecution::TaskGraphMainThread，让一些短时间任务在主线程执行。

3. WaitUntilTasksComplete
如果需要发出一些异步任务，然后等待执行结束，可以手动构造FGraphEventArray，然后调用WaitUntilTasksComplete等待执行完毕，这里能体现TaskGraph的调度。

二、TaskGraph线程池

TaskGraph包含了线程池功能，不妨首先看线程池部分是如何实现的，这也比较好切入。类似FQueuedThreadPoolBase结构，TaskGraph的线程池有FTaskGraphInterface、FScheduler、FThread、TGraphTask和TAsyncGraphTask。

1. FTaskGraphInterface
FTaskGraphInterface是TaskGraph的管理类，是个单例，本身也是Interface，一些重要功能由子类实现。

接口

  • Startup：初始化TaskGraph。
  • Shutdown：关闭TaskGraph。
  • AttachToThread：把一个独立线程添加到TaskGraph中，比如GameThread和RenderThread。
  • WaitUntilTasksComplete：让一些线程运行若干任务，并在当前线程等待这些任务都执行完。
  • TriggerEventWhenTasksComplete：当若干任务执行完，触发一个Fevent。
  • ProcessThreadUntilIdle：让一个NameThread一直处理自己的TaskQueue，直到执行完所有Task。

子类
FTaskGraphCompatibilityImplementation
UE5的新TaskGraph子类，实现了TaskGraph的核心功能，不包含任务依赖功能，任务依赖由task实现。

成员

  • uint32 PerThreadIDTLSSlot：TaskGraph用FWorkerThread结构体管理线程，每个线程在自己的TLS变量中存储指向FWorkerThread结构的指针。
  • Int32 NumNamedThreads：Named线程数量。
  • Int32 NumWorkerThreads：Worker线程数量。
  • Int32 NumBackgroundWorkers：BackgroudWorker数量。
  • Int32 NumForegroundWorkers：ForegroundWorker数量。
  • TArray NamedThreads：管理了所有NamedThread。

FTaskGraphImplementation：旧TaskGraph子类实现，不看了。

2. FScheduler
FScheduler用于创建、管理Workder线程，以及把Task分派给Worker线程。

成员

  • TArray<TUniquePtr> WorkerThreads：工作线程。
  • TAlignedArray<FSchedulerTls::FLocalQueueType> WorkerLocalQueues：WorkerThread对应的Task。
  • TAlignedArray WorkerEvents：WorkerThread对应的Event。
  • EThreadPriority WorkerPriority：工作线程优先级。
  • EThreadPriority BackgroundPriority：Background WorkerThread优先级。
  • FSchedulerTls::FQueueRegistry QueueRegistry：全局任务队列。

方法

  • StartWorkers：创建WorkerThreads和Event等。
  • StopWorkers：执行完所有Task，然后销毁WorkerThreads。
  • TryLaunch：在WorkerThreads上执行Task。
  • WakeUpWorker：通过Event Trigger唤醒WorkerThreads。

3. FThread
TaskGraph创建的WorkerThread，使用FThread来管理，它是操作系统中一个线程的表示，封装了一个FThreadImpl。

方法
Join：最主要的方法，等待线程执行完毕。

成员
TSharedPtr<class FThreadImpl, ESPMode::ThreadSafe> Impl：实际的Frunnable。

4. FThreadImpl
FThread的具体实现，继承自Frunnable。

方法
Run：调用了成员ThreadFunction。

成员

  • TUniqueFunction<void()> ThreadFunction：线程要执行的函数，就是WorkerMain。
  • TUniquePtr RunnableThread：对应的FRunnableThread对象。

5. TGraphTask
TaskGraph系统中管理的Task，不直接调用用户提供的Task函数，而是把函数封装成一个user defined task，存储在其中。

成员

  • TAlignedBytes<sizeof(TTask),alignof(TTask)> TaskStorage：存储的user defined task，类型由模板指定。
  • FGraphEventRef Subsequents：存储哪些GraphTask以我们为前置。

方法

  • CreateTask：创建一个新GraphTask。
  • ExecuteTask：执行Task。
  • SetupPrereqs：设置Task前置。

6. TAsyncGraphTask
属于user defined task，是UE为实现Async函数而创建的类。

成员

  • TUniqueFunction<ResultType()> Function：用户提供的Task方法。
  • LowLevelTasks::FTask TaskHandle：FSchedule中对应的FTask对象。

方法
DoTask：执行Function。

7. FTask
Scheduler中使用的最底层任务对象。

成员

  • FTaskDelegate Runnable：封装的Task函数对象。
  • FPackedDataAtomic PackedData：Priority，DebugName等信息。

方法
ExecuteTask：执行Task。

借用其他博主画的类图，这张类图画的很好，但需要把其中的FTaskGraphImplementation类换成FTaskGraphCompatibilityImplementation：

三、初始化Worker线程

在PreInitPreStartupScreen函数中，会调用FTaskGraphInterface::Startup函数初始化TaskGraph，然后调用到Fscheduler::StartWorkers创建WorkerThreads。 参数NumberOfWorkerThreadsToSpawn与CPU核数有关，Windows平台为总核数减2，估计一个留给GameThread，一个留给RenderThread。

WorkerThreads分为ForegroundWorker和BackgroundWorker，线程优先级不一样，分别是TPri_SlightlyBelowNormal和TPri_BelowNormal，ForegroundWorker默认只有两个。最终的创建WorkerThreads代码如下：

对于每个WorkerThread，要创建三样东西：

  • 首先创建一个属于该WorkerThread的FSleepEvent，内部包含了WorkerThread当前状态和对应的FEvent对象，用于管理WorkerThread的Sleep、Running等状态转换，存储在WorkerEvents中。
  • 然后创建一个Local任务队列，用于存储Task，存在WorkerLocalQueues数组中。
  • 最后通过CreateWorker创建一个线程，用FThread包装，存储在WorkerThreads数组。线程函数是FScheduler::WorkerMain，主要任务从Task队列中取出Task并执行。

对于ForegroundWorker和BackgroundWorker，一些参数会有不同。

除了专门的WorkerThread，GameThread也能作为WorkerThread使用，可以把一些Task指定到GameThread执行，具体会在下面介绍。

1. 添加任务
观察Async函数，首先调用CreateTask，创建一个FConstructor对象，内部包装一个TGraphTask实例。TGraphTask创建时可以指定前置Task，但Async函数的任务是轻量的异步任务，没有前置，因此这里直接用NULL。TGraphTask接受模板参数TTask，这里为TAsyncGraphTask。

TAsyncGraphTask
TAsyncGraphTask是用户自定义Task，可以把一个Lambda函数派发到WorkerThread或者GameThread上执行。

DoTask函数

GetDesiredThread函数，可以在构造函数中传入想执行的线程。

然后执行ConstructAndDispatchWhenReady，先构造一个TAsyncGraphTask实例，设置到TGraphTask.TaskStorage指针上。然后执行Setup函数，其中一些操作是GraphTask前置和后置相关的，先不管，最后会进入QueueTask函数，把任务添加到TaskGraph执行。

注意到这里用了FConstructor作为Helper类，把难写的TaskStorage原地构造包在里面，更易使用。

FConstructor还有另一个函数ConstructAndHold，这可以先创建TGraphTask，但不执行，后面通过手动调用TGraphTask::Unlock执行，但这种用法不多。

GraphTask也有一个优先级类型，为ETaskPriority，这里首先会根据GraphTask希望执行的线程类型，得到对应的TaskPriority，AnyThread对应的就是Normal。

Task->GetTaskHandle()获取了GraphTask内部的FTask对象，Init操作用于把Priority和封装的Lambda函数参数赋值进去，初始化FTask对象。

最后TryLaunch会进入FSchedule，把FTask加入到任务队列中。

任务队列分为Thread Local和Global两种，Async函数场景会加入Global，TaskGraph任务队列特点是无锁，即使多生产者，多消费者，也不需要加CriticalSection级别的锁，只使用原子操作。关于无锁任务队列，会在下面专门介绍。

WakeUpWorker后面再看。

至此，用户提供的Task已经被加入到任务队列。

2. 执行任务
首先看创建Worker Trhead的线程函数WorkerMain：

参数含义：

  • WorkerEvent：线程对应的SleepEvent，存在Scheduler数组中。
  • ExternalWorkerLocalQueue：存Task的LocalQueue，当前WorkerThread独占，存在Scheduler数组中。
  • WaitCycles：线程短等待的YieldCycles，不同WorkerThread会有些差异，避免大家一起执行YieldCycles。
  • bPermitBackgroundWork：BackgroundWorker为true，ForegroundWorker为false。

然后是一个大While循环，不断从Task队列中取Task执行，没有Task则进入Sleep。这里涉及到一些细节，首先看到Worker队列有很多种，然后线程也不是简单的没Task就进入Sleep，而是有更多状态切换，以达到更好性能。

先忽略Task队列的细节，因为这涉及到无锁队列的实现，认为从一个逻辑上的队列里取Task，进入TryExecuteTaskFrom函数。最终进入ExecuteTask函数，执行用户提供的Task，返回值AnyExecuted表示是否执行了Task。

Task处理完后不直接用WaitEvent进入Wait，TaskGraph里增加了一个Drowsing（休眠）状态，总共有三个状态，状态通过FSleepEvent结构体维护，转换逻辑在TrySleeping函数。

Running：正在执行Task。

Drowsing：队列中Task刚执行完不久，执行WorkerSpinCycles次的主动YieldCycles函数，释放一点CPU时间片，估计为了避免频繁调用Wait和Trigger。进入Drowsing会把FSleepEvent加入SleepEventStack容器，认为已经处于不活跃状态，需要通过WakeUpWorker调用从容器中移除，改回Running。

Sleeping：一段时间的Drowsing状态内没有执行新的Task，调用FEvent.Wait，线程进入阻塞状态。只有通过WakeUpWorker函数执行FEvent.Trigger后才能恢复执行，同时会把FSleepEvent从SleepEventStack中弹出，把状态改回Running。

状态转换图如下：

3. Task优先级
游戏运行过程中会产生大量Task，UE支持为Task指定多个优先级，提供更细粒度的控制，虽然在Async函数里只提供了一种优先级。这里只讨论Task在WorkerThread中执行的情况，GameThread和RenderThread执行Task另外再讨论。

Task优先级定义如下：

真正有意义的是High、Normal、BackgroundHigh、BackgroundNormal和BackgroundLow五种，运行时会按照优先级维护多个队列，按照优先级顺序执行这些Task。

但用户不能直接指定Task的优先级。用户自定义Task可以通过GetDesiredThread函数指定希望执行的线程、线程优先级、以及Background Task的优先级，最终会设置在TGraphTask的ThreadToExecuteOn属性上。

这个int32中嵌入了很多信息：

ENamedThreads的组成如下，按比特位划分了不同区域，具体也可看enum定义，这里过长不贴了。

  • ThreadId部分8位
    标识线程的ID，NamedThread下标从0开始，StatsThread=0，RHIThread=1，AudioThread=2，GameThread=3，AnyThread=0xff。

  • QueueIndex部分1位
    MainQueue=1，LocalQueue=2。

  • ThreadPriority部分2位
    指定不同线程优先级，也可以认为是Task的粗粒度优先级，NormalThreadPriority=0，HighThreadPriority=1，BackgroundThreadPriority=2。

  • TaskPriority部分1位
    用户定义的Task细粒度优先级，仅对ThreadPriority=BackgroundThreadPriority时有效，把BackgroundThreadPriority再细分，NormalTaskPriority=0，HighTaskPriority=1。

注意ThreadId的AnyThread选项，表示在任意Worker线程执行，但之前介绍过Worker线程分为ForgroundWorker和BackgroundWorker，它们线程优先级不同，Task具体在哪类Worker中执行，还是要看根据ENamedThreads得到的TaskPriority。

多个枚举可以组合，引擎提供了一些预置enum，目前并不是所有组合都支持，比如AnyHiPriThreadNormalTask和AnyHiPriThreadHiPriTask是等同的，只是先都定义了。

以AnyBackgroundThreadNormalTask为例，该Task会在WorkerThread中执行，线程TaskPriority是BackgroundNormal，用户定义TaskPriority是NormalTaskPriority。

UE也提供了一些Helper函数，从中获取信息：

  • GetThreadIndex
  • GetQueueIndex
  • GetTaskPriority
  • GetThreadPriorityIndex

最终的TaskPriority和WorkerThread种类由ThreadPriority和用用户定义TaskPriority共同决定，代码在FTaskGraphCompatibilityImplementation::QueueTask中，整理的对应关系如下：

TaskQueue也按照TaskPriority数量进行了划分，各优先级有自己的容器。TaskQueue分为Thread Local LocalQueue和全局的OverflowQueues，定义如下，是个ETaskPriority::Count的数组：

以OverflowQueues为例，添加Task代码如下：

取Task代码如下，优先级从高到低遍历：

总结一下，TaskGraph提供线程池功能时执行流程图如下，这里TAsyncGraphTask也可以换成我们自己写的用户Task，同样使用TGraphTask::CreateTask().ConstructAndDispatchWhenReady接口即可。

四、TaskGraph管理NamedThread

TaskGraph不仅可以创建WorkerThread执行任务，还能把GameThread、RenderThread等专用线程也纳入管理，分派任务给线程执行。

回顾FTaskGraphCompatibilityImplementation定义，其中包含了NameThreads容器，用一个FWorkerThread代表一个NamedThread。

NamedThread线程ID定义如下，有RHIThread、AudioThrad、GameThread和RenderThread四个。

1. FWorkerThread
表示一个线程，包含相关信息，目前实现只用于NamedThread。

成员

  • FTaskThreadBase*TaskGraphWorker：真正的TaskGraphWorker。
  • bool bAttached：NameThread是否被注册到TaskGraph系统。

2. FTaskThreadBase
用于让NamedThread有执行GraphTask的能力。

成员

  • ENamedThreads::Type ThreadId：线程ID。
  • Uint32 PerThreadIDTLSSlot：FWorkerThread对象指针会被存储到这个Slot对应的TLS中，这样NamedThread就能取到它了。
  • TArray<FBaseGraphTask*>NewTasks：这个线程要执行的Task。
  • FWorkerThread*OwnerWorker：所有者FWorkerThread的指针。

函数

  • ProcessTasksUntilQuit
  • ProcessTasksUntilIdle：两个都用于让NameThreads不断执行Task，直到线程Idle或者设置RequestQuit标记。
  • EnqueueFromThisThread：向线程添加GraphTask任务，当前执行的线程就是NamedThread。
  • EnqueueFromOtherThread：效果同上，当前执行线程不是NamedThread。
  • Run：内部执行ProcessTasksUntilQuit。

3. FNamedTaskThread
继承自FTaskThreadBase，用于管理NamedTask。

成员
FThreadTaskQueue Queues[ENamedThreads::NumQueues]：存储Task的队列，分MainQueue和LocalQueue两个。

函数
覆写了ProcessTasksUntilQuit，ProcessTasksUntilIdle，EnqueueFromOtherThread。

4. FThreadTaskQueue
NamedTaskThread拥有的Task队列。

  • FStallingTaskQueue<FBaseGraphTask, PLATFORM_CACHE_LINE_SIZE, 2> StallQueue：包装了两个LockFreelist，对应High和Normal两个优先级，NamedThread的Task只有这两个优先级。
  • FEvent*StallRestartEvent：当线程执行完Task后，在该Event上等待

五、创建FWorkerThread对象

在TaskGraph Startup时，会根据NameThreads数量，创建对应的FWorkerThread对象，存储在NamedThreads数组中。FWorkerThread初始化主要有两个参数：一个是分配的TLS Slot，用来存它，另一个是FNamedTaskThread对象。

六、GameThread注册到TaskGraph

当前线程调用AttachToThread函数可以把自己注册到TaskGraph中，需要提供一个线程ID。

这是GameThread的注册方式，在Startup后就立即注册了：

接着执行到这里，先根据CurrentThread ID获取到对应的TaskGraphWorker，然后调用InitializeForCurrentThread，该函数会把OwnerWorker存储在PerThreadIDTLSSlot的TLS中。

这样就完成了注册。

其他几个NamedThread也用同样的方式注册。

七、向NameThread添加Task任务

使用Async函数可以向GameThread添加Task，把参数设为EAsyncExecution::TaskGraphMainThread即可。往后的CreateTask等流程都相同，区别只在最后的QueueTask。

这里传入的InThreadToExecuteOn为GameThread，InCurrentThreadIfKnown没有设置，默认为AnyThread，也可以工作。

QueueToExecuteOn表示希望加在MainQueue还是LocalQueue，在外部可以设置。

比较值得注意的GetCurrentThread函数，需要得到当前线程ID，用ENamedThreads表示。

如果是NamedThread，已经设置了TLS，从中取出FWorkerThread指针，然后得到在NamedThreads中的偏移，就是ThreadId。

如果是AnyThread，还会先尝试获取当前线程上的ActiveTask，然后获取ThreadPriority和TaskPriority，一并返回。

最后根据ThreadToExecuteOn和CurrentThreadId，调用EnqueueFromThisThread或EnqueueFromOtherThread，这两个接口区别为前者是当前线程调用的，后者可以由其他线程调用，也可以由当前线程调用，多了一步线程唤醒操作。

EnqueueFromThisThread把Task加到Queues容器中，QueueIndex决定是MainQueue还是LocalQueue，默认MainQueue，然后从之前的ThreadIdAndIndex里获取到TaskPriority，决定加到内部的HighPriority还是NormalPriority Task容器。

EnqueueFromOtherThread也会先把Task加入StallQueue，然后看是否有ThreadToStart，有则调用Trigger，唤醒线程。

八、NamedThread执行Task

以GameThread为例，看如何执行TaskGraph中的Task。

GameThread每帧都会通过World::Tick函数，执行各种Actor的Tick，驱动游戏世界，而各种Tick函数又通过FTickTaskManager管理，背后再转换成一个个TGraphTask，放到TaskGraph中执行。

直接进入FTickTaskSequencer::ReleaseTickGroup函数，这里会执行一个TickGroup中全部的Tick，代码如下：

然后进入WaitUntilTasksComplete函数，执行这些Task。WaitUntilTasksComplete含义是等待这些Task执行完，方法为创建一个FReturnGraphTask，并把要等待的Task设为前置，FReturnGraphTask作用是把FNamedTaskThread.Queue.QuitForReturn设为true，让TaskGraph执行完这些Task后就返回。

WaitUntilTasksComplete

之后执行到ProcessTasksUntilQuit和ProcessTasksNamedThread，不断从Queue中取GraphTask并执行，直到执行了FReturnGraphTask，然后返回。

我们之前通过Async函数向GameThread添加的Task，也是在这里从Queue中取出，然后被执行的。

再借用一张图，描述NamedThreads执行Task的过程：

九、GraphTask的依赖关系

TaskGraph区别于普通线程池的一大特点，就是GraphTask能存在前置依赖，这样可以自定义Task的执行顺序，多线程动画、多线程GC等都是这样实现的。

GraphTask依赖关系需要解决两个问题：

  • 如何组织Task，按照依赖顺序执行这些Task；
  • 等待依赖的Task执行完成会可能造成线程休眠，如何唤醒线程。

以多线程动画更新为示例，看如何建立Task间依赖。动画多线程更新可以把动画的Update、Evaluate开销都放到WorkerThread中，减轻GameThread负担，当SkeletalMeshComponent多时尤为明显。

首先创建一个FParallelAnimationEvaluationTask，用来做动画多线程Update和Evaluate，派发到WorkerThread上执行。然后创建一个FParallelAnimationCompletionTask，用来做动画更新后的PostAnimEvaluation，在GameThread上执行，前置为FParallelAnimationEvaluationTask，这一切都发生在PrePhysics tick阶段。

简单时序图如下：

1. GraphEvent
这里Task依赖通过FGraphEventArray结构实现，而FGraphEventArray其实是一组FGraphEvent的引用，FGraphEvent是Task依赖的关键。

GraphEvent可以理解为GraphTask相关的“事件”，GraphTask之间通过“事件”联系。

2. FGraphEvent
包含了一系列后置Task，该GraphEvent是它们的触发条件。

成员

  • TClosableLockFreePointerListUnorderedSingleConsumer<FBaseGraphTask, 0> SubsequentList：后置Task，是无锁链表。
  • FGraphEventArray EventsToWaitFor：该GraphEvent要等待的其他GraphEvent数组，其实只有一个元素，其他GraphEvent完成后，该EventGraph才会触发，在DontCompleteUntil里设置。

方法

  • AddSubsequent：添加一个后置Task。
  • DontCompleteUntil：提供一个前置GraphEvent，前置完成后自己才触发。

回顾一下TGraphTask的成员：

  • Subsequents：该GraphTask对应的FGraphEvent。
  • NumberOfPrerequistitesOutstanding：该GraphTask有多少个前置待执行。
  • ConstructAndDispatchWhenReady函数会返回GraphTask对应的GraphEvent，外部就能操作它了。

3. CreateTask
CreateTask方法可以接受Prerequistes参数，得到该GraphTask的前置，接着进入TGraphTask::SetupPrereqs函数。

会通过AddSubsequent函数把自己添加到所有Prerequisties的后置里，然后会判断Prerequisties是否都完成了，完成后才通过QueueTask把该GraphTask加到Task队列里，等待执行，大部分情况都不会进入，需要等待前置。

4. DispatchSubsequents
在TGraphTask执行完后，会通过Subsequents对象执行DispatchSubsequents，让其他依赖自己的Task执行。这里要分有无EventsToWaitFor的情况。

无EventsToWaitFor：
TGraphTask执行完后，就立即触发完成事件，需要遍历所有SubsequentList里的后置Task，调用ConditionalQueueTask，如果后置的所有前置都已被触发，就调用QueueTask，把自己加入Task队列，等待执行。

有EventsToWaitFor：
有时候TGraphTask自己完成了，但不想立即触发事件，还想等待另一个GraphEvent完成后再触发，

比如多线程动画更新里的TickFunction函数，对应的事件要等到TickCompletionEvent完成后再触发。相当于TickFunction Task已经在执行了，但还想给它添加前置一样。

这个操作通过增加一个NullGraphTask完成，这个Task继承了自己的Subsequents，并且把EventsToWaitFor作为自己前置，本身的ExecuteTask并没有任何逻辑，只是为了触发原本的后置Task。

回到动画多线程更新的例子，用图表展示执行流程和GraphTask、GraphEvent的工作过程：

这只是简单的TaskGraph依赖关系，当然可以自己组合出一些多前置，多后置的TaskGraph依赖，背后原理是一样的。

十、NamedThread Sleep/唤醒

多线程动画例子中，如果FParallelAnimationEvaluationTask执行时间过长，GameThread已经把PrePhysics阶段的所有Tick都执行完了，就会进入Sleep状态，等FParallelAnimationEvaluationTask执行完后再唤醒GameThread继续执行。

1. 进入Sleep
GameThread在Tick时会执行ProcessTasksNamedThread，While循环从Queue中获取下一个Task，执行到ReturnTask之前都不会退出，如果取不到Task了，说明需要等其他线程执行完前置Task，那么GameThrad自身会在这个Queue的StallRestartEvent上Wait，进入Sleep状态。

StallQueue有设计，可以用一个uint64记录线程是否在StallRestartEvent上Wait，目前支持一个线程，因为StallQueue也是单个FNamedTaskThread对象独有的，但看代码是想设计成支持26个线程。

看下StallQueue的Pop函数：

当没能获取到新的Task时，表示当前Thread要进入Wait了，会修改MasterState，记录下这个线程。MasterState是一个巧妙的uint64位结构，可以同时记录多线程访问信息和等待的线程信息，结构如下：

Counter用于多线程保护，每次进Pop和Push都会加1，在修改Ptrs前都会比较一下Counter是否和进函数时相同，防止Pop和Push在不同线程被执行，导致判断不正确。

当Counter判断通过，就会把Ptrs的MyThread位设置为1，表示这个线程在StallRestartEvent上Wait了，目前MyThread固定为0。

2. 唤醒
当调用EnqueueFromOtherThread添加Task后，会判断线程是否在Sleep状态，然后执行StallRestartEvent.Trigger()唤醒线程，继续执行。

StallQueue的Push函数如下：

会从MasterState中寻找Ptrs里被设置为1的位，表示哪些线程在上面Wait，得到ThreadToWake，外层函数再对其调用Trigger唤醒。

十一、一些Task同步函数

当发出多个Task，分派到不同线程执行后，逻辑上通常希望能对这些Task做些同步操作，比如在一个时间点等待这些Task都执行完，或者像动画多线程例子那样给TickFunction加WaitEvent，TaskGraph框架提供了多种这样的函数。

1. TaskGraph接口

  • WaitUntilTasksComplete(Tasks)
    等待多个GraphEvent执行完，内部做法是增加一个FReturnTask，把传入的Tasks作为其前置，然后调用ProcessThreadUntilRequestReturn。

比如如下代码：

  • ProcessThreadUntilIdle
    在NamedThread上调用，阻塞执行当前Queue里的所有Task，直到完成。

  • ProcessThreadUntilRequestReturn
    与ProcessThreadUntilIdle类似，只是需要预先添加一个ReturnTask任务。

ProcessThreadUntilIdle和ProcessThreadUntilRequestReturn两个函数通常只有引擎会使用，项目代码里感觉没这个需求。

2. GraphEvent接口

  • DontCompleteUntil
    GraphEvent的函数，之前动画蓝图例子已介绍过，会给当前GraphEvent设置另一个Event作为EventsToWaitFor，在EventsToWaitFor触发后，才触发当前的GraphEvent。

流程图见上面。

  • Wait
    内部调用了TaskGraph的WaitUntilTasksComplete接口，把自己作为参数传入，效果与WaitUntilTasksComplete相同。

这是侑虎科技第1932篇文章，感谢作者南京周润发供稿。欢迎转发分享，未经作者授权请勿转载。如果您有任何独到的见解或者发现也欢迎联系我们，一起探讨。（QQ群：793972859）

作者主页：https://www.zhihu.com/people/xu-chen-71-65

再次感谢南京周润发的分享，如果您有任何独到的见解或者发现也欢迎联系我们，一起探讨。（QQ群：793972859）

暂无标签