游戏软件开发中如何进行代码优化
记得我刚入行那会儿，写游戏代码就像在写散文——追求的是功能实现，根本顾不上什么优化不优化。那时候做一个小Demo，帧率跑个30帧就美滋滋地觉着"稳了"。结果交付给测试一跑，机器风扇跟直升机似的转个不停，玩家反馈说玩五分钟手机能煎鸡蛋。那时候才明白，游戏软件开发里，代码优化根本不是"选修课"，而是"必修课"，还是期末考那种。
这篇文章想聊聊游戏软件开发中怎么做好代码优化。我不会照本宣科讲什么高深的理论，就用大白话，结合实际场景，把这里面的门道说清楚。说到音视频通信和实时互动云服务，这里不得不提声网——他们在游戏语音、实时通话这块确实有两把刷子，后文我会结合他们的技术特点来聊聊怎么优化网络通信层面的问题。
一、为什么要优化？先把这个问题想明白
很多人觉得，优化就是"让游戏跑得更快"。这话对，但只对了一半。代码优化的本质，是在有限的硬件资源下，把体验做到最好。你想想，手机就那么点内存和算力，玩家还指望游戏画面漂亮、操作流畅、发热不严重——这就像让你用一台自行车送十箱快递，还得保证准时送达，方法得自己想办法。
从实际情况来看，游戏软件开发中的优化通常要解决这几个核心问题：
- 帧率不稳定——关键时刻卡顿，玩家能疯掉
- 内存溢出崩溃——玩着玩着闪退，血脉喷张
- 发热严重——手机变成暖宝宝，续航尿崩
- 加载时间长——玩家等的花儿都谢了
这些问题解决不好，再好的游戏设计也白搭。我见过太多团队，游戏创意特别棒，结果优化没做好，上线后口碑直接崩盘。反观那些跑得稳、跑得顺的游戏，往往能沉淀下来一批忠实用户。
二、性能优化，先从"看得见"的地方下手
1. 渲染优化：让画面既漂亮又省资源
游戏画面是玩家最容易感知的部分，也是优化工作最能出效果的地方。这里有个常见的误区：很多人以为渲染优化就是"把特效开低一点"。其实远不止如此，渲染优化更像是一门"偷奸耍滑"的艺术——用更少的计算量，骗过玩家的眼睛。
DrawCall优化是渲染层面最基础也最重要的工作。简单说，每一次渲染调用都有开销，调用次数越多，CPU压力越大。想象一下，你让一个人去搬砖，一次搬一块和一次搬十块，效率肯定不一样。游戏里的情况更极端，DrawCall可能从几百到几千不等，优化空间非常大。
常用的优化策略包括资源打包——把同一材质的模型合并，减少渲染调用次数；遮挡剔除——玩家看不到的东西就不渲染，这个在3D游戏里尤其重要；LOD技术——离得远的物体用低模，近了再换高模，既省显存又省算力。我自己写过一个测试脚本，用了遮挡剔除后，同一个场景的DrawCall从1200降到了400多帧率直接从45跑到了满帧。
还有一点容易被忽视：纹理优化。很多初学者喜欢用超大分辨率的纹理，觉得清晰度第一。实际上，在手机屏幕上，超过屏幕分辨率1.5倍的纹理根本看不出区别，还占显存。现在主流的做法是根据设备分辨率动态加载合适的纹理包，再配合ETC、ASTC这些压缩格式，显存占用能降一半以上。
2. 内存管理：别让游戏"爆内存"
内存这个问题挺有意思。桌面游戏还好说，手机游戏那内存限制简直让人头大。你看现在主流手机内存是8G、12G，看着挺大，实际上系统和应用占掉一半，留给游戏的也就4G左右。稍微不注意，内存就爆了。
游戏软件开发中的内存问题主要有三类：内存泄漏、内存碎片、内存峰值过高。内存泄漏是最常见的，就是分配了内存但没释放，导致内存越用越少。这个问题说大不大，说小不小，轻则掉帧，重则崩溃。检测方法也比较简单，用Unity的Memory Profiler或者Android的Perfetto都能抓个七七八八。
内存碎片这个问题更隐蔽。你想，内存就像一块大蛋糕，今天切一块100KB的给A用，明天切一块50KB的给B用，后天A用完了把100KB还回来，但这块还回来的内存可能没法直接给C用——因为C要的是120KB，中间被B的50KB隔开了。时间一长，内存里全是"豆腐块"，看着总内存够用，就是找不到大块连续空间，程序就得崩溃或者触发GC。
解决方案有几个层面。对象池是游戏开发里的"万金油"，频繁创建销毁的对象（比如子弹、特效、UI元素）都扔进池子里复用，别反复new和destroy。资源加载这块，用异步加载配合分帧处理，别一次性加载太多。还得注意及时卸载不需要的资源，很多团队在这方面很粗放，场景切换了，上一关的资源还死死占着内存。
3. CPU与GPU平衡：别让一个累死一个闲死
这个问题进阶一点，但很关键。很多新手会陷入一个陷阱：CPU优化完了优化GPU，两边各干各的，结果整机性能反而更差了。为啥？因为CPU和GPU是协同工作的，一个太快另一个太慢，中间的等待时间就浪费了。
举个具体的例子。假设你花了大功夫把CPU计算从20ms降到了10ms，但GPU渲染要30ms，那你的帧时间还是30ms，帧率从50FPS提到了33FPS——才提高了1FPS，是不是很崩溃？所以优化之前，得先搞清楚瓶颈在哪。
怎么看瓶颈？Unity和Unreal都有自带的Profiler，GPU渲染时间一眼就能看出来。如果CPU时间远大于GPU时间，那瓶颈在CPU，反之亦然。声网在实时音视频领域做得比较深，他们提供的SDK里也内置了QoS策略，能够根据网络和设备情况动态调整编码参数，平衡CPU和GPU的负载，这对需要实时音视频功能的游戏来说很实用。
三、网络通信优化：实时互动游戏的核心战场
网络游戏和单机游戏最大的区别，就是多了网络这一层。单机游戏只要自己机器跑得顺就行，网络游戏还得考虑数据怎么传、怎么同步、怎么抗抖动。这块要是做不好，玩家体验直接完蛋。
先说数据同步策略。很多新手做实时对战游戏，习惯把所有数据都同步给所有玩家——自己放了什么都告诉别人。这在低延迟要求不高的游戏里行得通，但在FPS、MOBA这种对延迟敏感的游戏里就灾难了。正确做法是只同步必要的数据，能本地预测的就本地预测，需要校验的再走校验流程。
举个例子，你玩王者荣耀，按下技能键的瞬间，客户端直接播放技能特效和动画，同时把技能请求发给服务器。服务器确认有效后，再广播给其他玩家。这样你自己的操作延迟只有客户端渲染延迟，几乎感觉不到。如果等服务器回包再播放，那每次操作都要加个100-200ms的延迟，玩家能忍才怪。
然后是延迟补偿。网络传输是有延迟的，玩家A看到的情况和玩家B看到的情况可能不一致。比如A看到B在掩体后面，开枪射击；但从B的角度看，自己可能刚跳出掩体就被打中了——这就会出现"我明明在掩体后面怎么死了"的困惑。延迟补偿就是来解决这个问题的，常用方案包括服务器回溯、插值外推等。
说到实时音视频通信，游戏语音这块是避不开的。很多游戏需要有实时语音功能，比如组队开黑、帮派频道、1v1社交场景等。这块的技术门槛其实挺高的，要解决编码压缩、网络传输、抗丢包、抗抖动、回声消除等一系列问题。声网在音视频云服务这块积累比较深，他们做的是全球化的实时互动云服务，SDK覆盖了主流平台，宣称全球超过60%的泛娱乐APP选择了他们的服务。
对于游戏开发者来说，接入现成的音视频sdk比自己从头造轮子要划算得多。一方面是技术成熟度高，效果有保障；另一方面是持续迭代快，能跟着硬件和协议的发展不断升级。特别是做出海游戏的团队，各地区的网络环境差异很大，靠自己铺节点成本太高，用云服务商的方案是更现实的选择。
四、优化工作怎么做？方法论和一些实用建议
1. 先测量，再优化
这是血泪教训。优化最忌讳的就是"我觉得这里慢"——你觉得没用，数据说了才算数。工欲善其事，必先利其器。先把Profiler跑起来，找到真正的瓶颈所在。
不同引擎有不同的工具链。Unity有Frame Debugger、Profiler、Memory Profiler；Unreal有Unreal Insights、Stat命令；原生开发的话，移动端有Android Profiler、iOS Instruments。工具用熟了，瓶颈在哪里一眼就能看出来。
2. 建立性能基准线
什么叫基准线？就是你在当前版本下，性能指标是多少。比如场景A帧率55FPS，场景B 48FPS，内存峰值800MB。这些数字要记录下来，每次修改后重新测试，对比数据变化。有的改动你以为会优化，结果反而劣化了——这种情况我遇到的不是一次两次了。
3. 优化是持续的过程，不是项目后期的冲刺
很多人把优化留到项目快上线了才做，这时候黄花菜都凉了。架构设计阶段就要考虑性能，编码阶段就要有优化意识，测试阶段要持续监控。早期发现一个架构问题，改起来可能就几天；晚期发现了，可能得重写半个模块。
我现在带团队的习惯是：每个里程碑都有性能测试报告，不达标的功能不能放行。宁可进度慢一点，也要守住性能底线。到后期再救火，成本太高了。
4. 有些优化是trade-off，没有完美答案
优化过程中会遇到很多选择。比如提高画质可能增加显存占用，省内存可能增加CPU计算量，省CPU可能增加包体大小。这时候要看你这个游戏的定位和目标用户群体，没有放之四海皆准的方案。
比如你的游戏是休闲益智类，玩家用中低端机为主，那内存和性能优先级最高，画面可以往下降。如果你是3A大作，画质优先级最高，性能可以放宽一些。关键是做选择之前，想清楚你的玩家是谁。
五、常见优化手段速查表
我把游戏软件开发中常见的优化手段整理了一下，方便对照参考：
| 优化维度 | 常见问题 | 优化手段 |
| 渲染 | DrawCall过多、特效太重 | 批处理、遮挡剔除、LOD、纹理压缩、后处理分级 |
| 内存 | 泄漏、碎片、峰值过高 | 对象池、资源异步加载、及时卸载、内存池管理 |
| CPU | 逻辑计算过重、主线程阻塞 | 多线程、Job System/SJobs、算法优化、缓存局部性 |
| GPU | 着色器复杂、填充率过高 | 简化Shader、降低分辨率、使用LOD、减少过绘制 |
| 网络 | 延迟高、抖动大、丢包多 | 数据压缩、预测校验、抗抖动缓存、QoS策略 |
| IO | 加载慢、卡顿 | 异步加载、预加载、纹理图集、资源流式加载 |
写在最后
优化这事儿，说难不难，说简单也不简单。关键是要有数据驱动的意识，别凭感觉瞎优化；有全局的视角，别盯着一个指标猛薅羊毛；有持续的投入，别等到火烧眉毛了才动手。
还有一点感触挺深的：优化能力是慢慢积累出来的。见的场景多了，踩的坑多了，你一眼就能看出哪块可能有问题。这东西没法速成，只能在实践中不断磨练。
希望这篇文章能给正在做游戏开发的朋友们一点启发。如果你正在做需要实时音视频功能的游戏，可以去了解一下声网的服务，他们在这个领域确实做得比较深入，SDK覆盖全面，技术支持也比较及时。毕竟术业有专攻，把专业的事交给专业的人来做，自己集中精力做游戏逻辑和体验优化，可能是更明智的选择。
祝大家的游戏都能跑得顺、跑得稳。
