Detectar y evitar problemas comunes de rendimiento y memoria en compilaciones de Unity WebGL

♪♪ Hola a todos. Mi nombre es Oz, y soy un evangelista de desarrollo de juegos en Backtrace Source Labs. Hoy, vamos a ver algunas de las formas en que podemos evitar problemas comunes de performance y memoria que surgen en las compilaciones de Unity WebGL. El primer punto que vamos a examinar es la gestión del performance. Y una restricción importante al ejecutar una compilación de WebGL en un navegador con buen performance es la memoria. Entonces, en términos de memoria, ¿cuáles son los problemas y cuáles son las consideraciones que debemos examinar?

Entonces, como sabes, la complejidad del contenido que puedes ejecutar está limitada por la memoria. La memoria es asignada por el navegador, y la cantidad de memoria que tiene disponible varía en función de varios factores, incluyendo el dispositivo que usas, el sistema operativo que usas, qué navegador usas, y si se ejecuta en un navegador de 32 bits o de 62 bits, y un par de otros factores. Entonces, para entender cómo la memoria impacta en el performance, es muy importante primero ver cómo se asigna la memoria en una compilación de Unity WebGL. Para esto, necesitamos echar un vistazo al montón de Unity. Entonces, ¿qué es el montón de Unity o un montón de memoria, como lo llama Unity? Básicamente, aquí es donde se almacenan todos los objetos en tiempo de ejecución, y estos podrían incluir objetos nativos, activos que se cargan, escenas, shaders, archivos de animation, así como otros objetos gestionados. Vale la pena mencionar que este montón es un bloque contiguo de memoria asignada. Hasta hace unos años, tenías que asignar el tamaño máximo del montón en la configuración de la compilación, pero ahora, Unity soporta la expansión del montón a demanda, dependiendo de las necesidades del juego, y es expandible hasta dos juegos. Sin embargo, la misma característica puede hacer que tu juego se bloquee, especialmente cuando el navegador falla al asignar un bloque contiguo de memoria, y es exactamente por eso que es muy importante mantener el tamaño del montón lo más pequeño posible.

Ahora, para entender cómo podemos mantener el tamaño del montón de memoria pequeño, primero tenemos que echar un vistazo a lo que Unity hace con todos los activos y los datos de la escena en un navegador, y qué sucede cuando construyes una aplicación WebGL en Unity. Entonces, cuando construyes una aplicación WebGL, lo que sucede es que Unity genera un archivo .data. Y esto es básicamente todos los activos y escenas en la aplicación que se requieren en el momento del lanzamiento, y todo eso se empaqueta en un archivo .data, incluyendo las escenas de Unity, texturas, modelos, precios de UI, activos de audio, shaders, y prácticamente todo lo demás que necesitas para que el juego funcione. Y básicamente Unity WebGL no tiene acceso a un sistema de archivos real, por lo que tiene que crear un sistema de archivos de memoria virtual, y el navegador luego desempaqueta el archivo .data en este sistema de archivos virtual particular. Y el navegador, mientras el juego está en ejecución, mantiene los data sin comprimir. Ahora imagina si tienes una escena compleja con todo tipo de activos, ¿verdad? Incluyendo modelos 3D, shaders, todo. Entonces puedes ver cómo posiblemente puede tener problemas de memoria y también ralentizar el rendimiento del juego. Entonces la pregunta que surge es, ¿qué puedes hacer para reducir la memoria? Bueno, hay algunas técnicas que puedes adoptar para reducir el uso de memoria. Y una forma, la más común, es usar paquetes de activos. Entonces podrías poner todos los activos más frecuentes, pero más grandes en un paquete de activos y cargarlo, descargarlo a demanda cuando quieras. También vale la pena mencionar que los paquetes de activos se descargan directamente en el montón de Unity y por lo tanto evitan la asignación extra realizada por un navegador. Si hay paquetes grandes, una técnica es posiblemente almacenar en caché los data y esto es básicamente una cosa adicional que te ayuda a evitar la descarga cada vez que realmente juegas el juego. Entonces el tercero es algo llamado sistema direccionable, que es una alternativa a los paquetes de activos. Y a veces se inicia como una versión mejor de los paquetes de activos. Sin embargo, tiene algunos de sus propios problemas, incluyendo el soporte de las compilaciones de WebGL de serie. Pero existen algunas soluciones para hacerlo funcionar. La próxima consideración importante con respecto a las compilaciones de WebGL es la recolección de basura o GC en resumen.

Entonces, típicamente lo que hace GC es localizar y recoger la memoria no utilizada y luego reasignarla al montón de Unity. En otras plataformas, cuando se ejecuta GC, todos los hilos en ejecución se pausan para dar tiempo para que GC revise la pila. Esto no es posible en WebGL debido a las limitaciones en JavaScript. Entonces, lo que hace Unity aquí es simplemente ejecutarlo una vez después de cada fotograma porque la condición para que GC se ejecute en WebGL es que la pila tiene que estar vacía y esto solo sucede después de que se renderiza cada fotograma.

Ahora veremos algunos ejemplos de code que aumentan GC y reducen el performance y cómo podemos realmente escribir un mejor code. Entonces, en el primer ejemplo que tengo aquí, puedes ver cómo la manipulación de una cadena es una causa principal de problema de performance y a veces también puede causar que una aplicación se quede sin memoria. Y la razón principal por la que esto sucede es porque cualquier manipulación de cadena hace que Unity cree una nueva cadena cada vez y esto puede sumar rápidamente. Por ejemplo, si el code fuera parte del bucle de actualización. Este ejemplo que puedes ver aquí es donde tienes un temporizador de cuenta regresiva mostrando en un UI y el texto del temporizador de cuenta regresiva se está actualizando continuamente en el bucle de actualización al agregar el prefijo de cuenta regresiva con el valor de cuenta regresiva. Y cada vez que haces eso, está creando una nueva cadena que puede sumar rápidamente y no es bueno para la memoria. A la derecha, puedes ver cómo este code se está reescribiendo en un mejor code donde separamos la etiqueta y el valor y por lo tanto evitamos la manipulación de la cadena por completo. Aquí hay otro ejemplo de manipulación de cadena. Si se está utilizando enlarged para un bucle. Ya sabes, en una compilación no-WebGL, esto podría funcionar tan bien como podría ser porque el recolector de basura estará involucrado pero no tanto en una compilación de WebGL porque en una compilación de WebGL no tiene la oportunidad de involucrarse hasta el final del fotograma y por lo tanto es probable que se quede sin memoria y se bloquee. Aquí tengo algunos otros ejemplos donde puedes optimizar el code de Unity para reducir la asignación de memoria y reducir la necesidad de recolección de basura frecuente. Entonces, cuando usas cadenas, por ejemplo, si necesitas manipular y pegar cadena, usa StringBuilder en lugar de Plus. Si estás usando funciones de Unity donde la función devolvería una matriz y tienes que hacer algunas manipulaciones de matriz o iterar a través de una matriz, deberías almacenarla en caché antes de usarla en un bucle for. Para comparaciones como comparar un nombre o etiqueta, no muchos de nosotros sabemos que estos accesorios en realidad devuelven una nueva cadena cada vez, por lo que es mejor usar, por ejemplo, para comparar con una etiqueta, usa la función CompareTag. Y por último, pero no menos importante, en el caso de las coroutines, una cosa común que tendemos a hacer como programadores es usar una línea que devuelve new WaitForSeconds o WaitUntil o WaitWhile. Así que en su lugar, almacénalo en caché y úsalo, especialmente si lo estás usando en un bucle for.

Mientras hablamos de las formas en que la memoria puede ser gestionada en algunas situaciones y cómo podemos reducir el uso de memoria, hay algunas situaciones inesperadas que pueden hacer que las aplicaciones se queden sin memoria o incluso hacer que las aplicaciones se bloqueen, así que aquí es donde las herramientas que pueden ayudar a debugging estos problemas entran en juego. Así que una de esas herramientas es Backtrace, que uso en las aplicaciones y juegos que hago para cualquier plataforma. Y por supuesto, WebGL no es una excepción. Así que cuando lo integro, puedo ver errores en tiempo real y en el panel de control y me ayuda a solucionar problemas de performance y de falta de memoria. Cosas como las que vemos hoy, estas pueden ser realmente utilizadas y luego esa información puede ser recogida para solucionar problemas futuros antes de que se salgan de control.

Eso es prácticamente el final de la masterclass. Si tienes alguna pregunta sobre WebGL o Unity, no dudes en ponerte en contacto conmigo. Mis datos de contacto están en esta diapositiva. Gracias por sintonizar. ♪♪♪