游戏引擎学习第250天:# 清理DEBUG GUID
设置阶段,重新开始清理调试层
今天,我们将继续进行之前未完成的任务,主要是清理调试层的代码,并为其在游戏中使用做好准备。昨天我原本准备清理一些代码,但没能完成,所以今天我们将从那里开始,继续清理和整理。
宏定义的class 名字好像不怎么对
这个后面在修改
game_world_mode.cpp:从 DEBUG_DATA_BLOCK() 调用中移除 EntityDebugID,并考虑是否需要通过 DEBUG_VALUE() 调用添加它
目前,可能做的决定并不会是个坏决定,我认为应该会没问题,实际上这样做可能是可以的。这样一来,我们就可以摆脱这个概念——也就是之前用于调试系统中的 entity debug id
,它之前是被用来处理与获取和设置相关的任务。
这个 entity debug id
本质上是决定是否要请求某个调试信息的标识符。至于未来,如果我们需要,可以将这个数据块与 entity debug id
关联起来,通过某种方式来指定它,比如可以将其包含在里面。虽然目前没有急需这么做,但如果未来需要,理论上是可行的。
在一些情况下,调试工具中的自动扩展功能可能不如预期那样工作,像是在编辑器中,某些内容可能不会被自动扩展。这可能是因为编辑器的自动扩展功能不像以前那么智能,因此在使用时可能需要手动操作,或者有时候会让操作变得比较麻烦。不过,即使如此,这些问题并不会影响我们当前的开发,未来可以进一步优化。
至于如何决定是否需要使用 entity debug id
,这个其实还是取决于需求。如果未来需要进行调试并且 entity debug id
有用,我们可以随时决定是否使用它。总之,当前的状态是没有急需的需求,但我们可以随时做出调整,灵活应对。
另外,现在的代码处理时发现需要处理字符串问题。比如,在处理模拟实体时,决定使用斜线(/
)作为分隔符,而不是下划线。斜线作为分隔符的好处是它不会与有效标识符发生冲突,因此可以确保代码在处理路径或标识符时没有问题。
game_debug_interface.h:将通过系统传递的名称包装在 DEBUG_NAME() 中
我们注意到,在某些地方没有对传入的名称使用 DEBUG_NAME
进行包裹,感觉这是一个疏漏。理论上来说,我们应该始终对传入的名称做一次 DEBUG_NAME
处理,因为这样可以自动附加一些调试信息,比如代码中这个名称最初出现的位置等。
这类处理能够提供更多上下文信息,而且生成的名称在传递过程中会保留这些附加信息,方便后续解析和使用。因此,几乎所有通过调试系统传递的名称,我们都应该首先使用 DEBUG_NAME
进行处理。因为 record_debug_event
并不会自动进行这类处理,它只是简单地接收传进来的字符串,没有添加额外的信息。
我们将名称用 DEBUG_NAME
包裹之后,相当于把所有有用的信息封装在一个字符串指针中。这种做法可以延迟解析——调试系统在需要时再提取其中的文件名、行号、标识名等内容,逻辑更清晰,也更灵活。
当然,如果将来发现这种方式并不适用,或者存在问题,也可以再改回来。但目前看来这是一个合理且通用的方案。
接下来我们还需要做一些工作,比如处理这些携带调试信息的字符串,提取其中的内容。但这是一个后续的独立问题,不影响我们当前的重构逻辑。
关于 block name
的处理,现在基本就是将它和 GUID
匹配了,这样的处理很直接。如果后面有其他使用 block name
的地方,我们也可以统一用这种带有调试信息的方式来替代原本的名称。之后再统一提取里面有用的字段,使其更加合理和可用。
总体来说,这一阶段我们明确了一种新的调试信息封装方式,强化了调试系统的统一性和灵活性,同时也清理了之前未统一处理名称的潜在问题。
修复 TIMED_BLOCK 宏
当前我们正在修复 time_block
宏的使用问题。发现有些时间块的宏展开过程中出错,主要表现在宏没有正确拼接上唯一编号。比如在宏生成的变量名中没有正确附加数字,这是由于在宏定义中不小心移除了编号参数导致的。
这个问题属于宏定义错误,需要将数字参数重新加入拼接中,避免变量名重复或生成失败。一旦恢复了编号,时间块的宏展开就会恢复正常。
接着编译器报出错误,说在 pixel_fill
前缺少某个符号,这也可能是宏问题导致的。进一步排查发现,我们之前将某些名称用 DEBUG_NAME
包裹后,原本是字符串的地方现在变成了宏展开的结构,导致这些变量无法直接用于原本预期的位置。
在出错位置,pixel_fill
是相关的标识符,我们需要追踪它是如何与 DEBUG_NAME
组合使用的,并确定宏是否正确展开了带引号的字符串,或者是否误用了预期为字符串的宏定义形式。
问题核心在于,DEBUG_NAME
之前是简单的字符串,但现在它变成了更复杂的结构(可能包含调试信息字符串拼接),而某些使用场景依旧期望它是普通字符串。这种不匹配会导致宏展开失败或语法错误。
当前我们已经定位到问题可能出在特定宏的展开逻辑和数据结构变化上,只要调整宏定义、确保传入的参数格式符合预期,这类错误应该可以顺利解决。整体思路是恢复编号拼接并确保宏传入的值与使用方式保持一致。
宏展开的确有问题
game_render.cpp:将各种 BEGIN_BLOCK() 调用更改为引用字符串
我们正在调试并清理调试层代码。当前任务是修正和整理之前在宏和调试块相关部分做出的改动,确保它们能够正常编译并在游戏中如预期工作。
一开始我们发现了一个问题:某个地方本来应该是字符串的值并不是字符串,这显然是不对的。此外,还遇到了“ignored time block”的问题——虽然它被命名为“ignored”,但实际上并不是真的被忽略了,逻辑上它还是被处理了,不过这不影响程序运行,只是命名上可能会造成误导。
我们继续检查了一个叫 pixel fill 的变量,它需要被正确赋值,方式类似于其他变量。之后发现有一些已经不再需要的代码片段,于是将它们移除,简化了逻辑。
在处理 debug data block 的过程中,我们注意到一些宏定义或者模块引用(比如 platform/controls)出现了异常的行为。除此之外,编译系统偶尔会“丢失”编译目录,这种行为很不正常。我们推测可能是自己在配置中出现了问题,可能在某个操作中无意间触发了某个快捷键,导致编译目录被错误覆盖。需要进一步检查配置文件或键位绑定,找出具体是哪里出现了问题。
最后我们刷新了可执行文件,并重新加载了项目。现在开始处理 begin block 相关的部分。当前的实现方式应该可以正常工作,因此不需要太多修改。整体来说,剩下的任务已经不复杂,主要是一些清理和小修正的工作。
之前改过了
DEBUG_DATA_BLOCK 这些没有文件名
DEBUG_VALUE 这些没有文件名
修复编译错误后运行
当前的调试系统已经在一定程度上开始运行,部分功能已经生效,可以观察到调试事件正在被收集。但现阶段存在一个明显的问题:系统正在收集每一条调试事件的完整信息,其中包含了一些额外的数据(如文件名、代码行号和事件计数器),而这些内容尚未在处理前被剥离。
由于我们还没有在调试信息处理流程中先行解析这些附加信息并将其去除,导致系统将每一行调试代码都视为独立项,从而在调试层中生成了大量无效或冗余的记录。这种情况造成了调试视图中的混乱,缺乏组织结构。
当前的目标是修改调试信息的解析方式,在接收到调试事件时先提取其中有用的信息部分(如源文件、行号、唯一事件编号),将其保存,然后只保留我们真正命名的那一部分,作为用于构建调试层级结构的关键名称。也就是说,保留自定义名称,去除自动附加的信息,才能正确组织出逻辑清晰的调试数据结构。
宏定义本身已经支持新的处理方式,现在的任务是让调试系统也跟上这些宏的结构调整。在这个过程中,调试内存区域也需要关注。系统当前设定了一块用于存储调试信息的内存区域(debug arena),当这块区域填满之后,旧的信息就会被回收。
虽然这块机制之前已经测试过,但因为当前调试信息还没填满整块区域,回收机制尚未被实际触发,所以无法验证新的逻辑是否仍然有效。因此,计划将调试内存区域的大小临时设置得非常小(例如 1KB),强制触发信息回收过程,从而可以观察是否存在回收失败、指针错误等潜在问题。只有这样,才能真正确保回收逻辑在新架构下依然健壮可靠。
为此,需要先重新熟悉一下当前调试系统的代码结构。此前做过一些重构和调整,部分旧结构已被替换或剥离,现在有必要从头检查代码结构,清理不再使用的部分,避免出现残留的无用代码。接下来将从模块的起始位置开始,系统性地检查数据结构和宏定义的最终状态,确保当前逻辑清晰、稳定,并为后续调试系统的完善做好准备。
game_debug.h:决定简化 debug_state 结构体
目前调试系统的状态信息非常庞大,占据了较大的数据空间。这一点虽然显而易见,但还是值得特别指出。整个调试结构中包含了大量的内容,其中一项显著的是 高优先级队列(High Priority Queue) 的存在。
推测保留这个高优先级队列的主要原因,是因为调试系统需要显示字体信息以及其他位图形式的调试数据,而这些信息依赖于资源管理系统(asset system)。也就是说,调试过程中有些数据需要从资源系统中加载,比如字体、图片等图形资源,而为了确保这些资源能够及时加载并显示在调试界面上,才引入了这个高优先级机制。
不过由于结构复杂、逻辑较多,为了确认这个判断是否正确,我们决定重新梳理代码,对相关部分进行查阅,验证该机制存在的真正用途。特别是在重新熟悉整个系统结构的过程中,这一步是必要的。虽然一开始是出于回顾的目的,但这也为接下来的整理和优化提供了方向:哪些部分是关键依赖,哪些是冗余内容,都需要在这次检查中明确下来。
接下来将对当前文件中与高优先级队列相关的内容进行查找和分析,确认其调用关系和必要性,以便决定是否保留该结构或进行重构,从而让整个调试系统更加精简、高效。
game_debug.cpp:检查 HighPriorityQueue 是否被使用,并在之后将其移除
在检查当前调试系统时,我们注意到其中包含了一个高优先级队列(High Priority Queue),出于习惯或历史原因,这个结构一直保留在系统中。于是我们开始探查这个队列在实际代码中是否仍被使用。
经过查找和确认,发现这个高优先级队列在当前的系统逻辑中已经没有实际用途,没有任何地方调用或依赖它。基于这一发现,我们判断这个结构很可能是早期实现遗留的代码,现在已经不再需要。
初步推测该结构最初的引入可能与渲染调用相关。当时调试系统可能直接调用渲染功能,需要通过高优先级队列与资源系统交互以加载字体或位图资源。然而现在的架构已经不同,当前系统采用了更合理的设计:调试系统不再直接调用渲染,而是构建一个渲染命令队列,由渲染系统在后续阶段统一处理。这种方式下,资源访问已经被渲染系统自身管理,不再需要调试层手动干预。
因此,考虑到高优先级队列既无调用,也不再必要,决定将其彻底移除,以减少冗余结构,使调试系统更加简洁、清晰。
接下来继续关注当前真正重要的部分,包括各类内存分配区(Arena)的初始化逻辑、渲染组的构建过程、字体资源的管理等等。这些部分仍是调试系统运行所必需的关键结构,需要确保其正确性和稳定性。后续的工作将围绕这些核心部分展开,优化其逻辑与实现细节。
从调试系统中移除编译器功能,但暂时保留在平台层
目前正在清理调试系统中一些冗余、过时或不再使用的功能模块,以进一步精简结构、提高可维护性。
首先确认了一点:调试器中已经不再从内部运行编译器,因此相关的标记和功能也就没有必要继续保留。尽管目前暂时不会从平台层中完全删除这部分代码,但已经决定将其视为废弃功能,从主流程中剥离。也就是说,将不再依赖这些编译相关的逻辑,保留部分代码只是为了将来有可能重新启用作准备。
接着检查了菜单、选择结构以及与调试元素相关的哈希表与树结构等,逐步理清了它们的作用。尤其是根节点、元素分组、树形视图这些内容,是当前调试系统结构的核心,需要更深入理解和整理。
针对 profiling 相关部分,发现有一个 scope_to_record
变量,用于记录某段代码的执行信息,这部分可能是用于性能分析或调用路径记录。出于简化目的,决定暂时注释或移除这一块,但未来在构建完整性能分析视图时可能仍然需要它,因此不会彻底删除。
随后对几个与帧相关的结构进行审查,包括 most_recent_frame
和 collation_frame
。这些结构目前存储的信息非常有限,仅包含每一帧的起始与结束时间、以及一些潜在用于展示的数据。从当前实现来看,它们基本只是“占位符”,准备将来承载更多调试数据用的。尽管如此,目前不准备删除它们,但也认定其优先级较低,后续可根据需要优化或重构。
内存管理方面,有一个用于回收的 free list,也检查了其存在的必要性,目前看起来实现简单,没有明显问题,可以保留。
最后,对“调试元素树结构”部分提出了重构的初步想法。因为这一部分经历了多次迭代与修改,当前的实现逻辑显得不够清晰,部分功能尚不完善。因此计划进一步梳理这部分结构的用途和设计目标,然后进行优化与整理,使其功能明确、代码可读性更强,同时方便未来扩展调试层级视图、元素状态显示等功能。
总结来说,此阶段的核心任务是精简无用功能、理清关键结构、为后续优化打基础,目标是打造一个更清晰、稳定、可扩展的调试系统框架。
重新熟悉调试视图系统
目前调试系统中除了用于收集核心数据的 debug event
外,还存在四个主要结构:debug element
、debug view
、debug variable group
和 debug tree
。经过重新审视,发现这些结构显得过于冗杂,可能导致系统复杂度不必要地增加。
当前的结构设计初衷是为了探索调试信息展示和交互的各种可能性,但随着系统逐步成熟,有必要重新审视每个部分的实用价值,并考虑是否可以删除一些不再必要的功能或以更简洁的方式替代。
具体分析如下:
1. Debug Event
- 这是调试系统的核心数据单位,记录每一条调试信息,例如时间戳、事件类型、发生位置等。
- 数据被写入缓冲区,供后续调试界面或可视化模块读取和展示。
2. Debug Element
- 代表调试视图中的单个元素,可能是某个变量的展示面板、图表、图标或可交互的控件等。
- 是构建调试树、组织变量信息的基础单位。
- 当前作用可能存在与其它结构重叠的情况,需要进一步厘清其独立性是否必要。
3. Debug View
- 表示一个完整的调试界面视图,可以理解为用户在屏幕上看到的调试状态展示。
- 原本设计上支持动态创建多个视图(如可拆卸的变量面板),但这种机制目前看来不再被真正使用或需要。
- 早期实现了类似“撕开变量面板(tear-off)”的机制,允许将某个变量单独分离出来展示在一个新面板中,但这一特性功能复杂、可用性存疑,且已无法确认当前代码中是否还支持该功能。
- 重新评估后,认为“动态自定义调试视图”的需求并不迫切,完全可以通过预设不同的视图模板来实现特定场景下的调试(如内存调试视图、性能调试视图等),而不需要用户自己在运行时创建和组合。
4. Debug Variable Group
- 这一结构是为了将相关变量归类管理,方便调试时进行逻辑分组展示(如统一的物理模块变量、UI状态变量等)。
- 存在的合理性仍然较强,但也有可能与
debug tree
存在功能重叠。 - 如果调试树结构足够灵活,完全可以用树的层级关系来代替显式的变量分组,从而简化系统结构。
5. Debug Tree
- 用于组织和展示调试数据的层次结构。
- 是将
debug elements
、变量组等信息可视化的主结构。 - 有助于实现复杂嵌套结构的展示,例如场景节点、对象列表、状态层级等。
- 当前功能仍然保留,但由于
debug view
和debug variable group
也在承担类似任务,可能存在职责不清的问题。
下一步计划
- 逐一检查上述结构的定义与调用路径,确认各自是否仍有必要独立存在。
- 优先考虑合并或删除使用率低、功能重复的模块,尤其是
debug variable group
与debug view
中的动态创建机制。 - 保留调试树作为核心展示结构,在其中融合变量组织与可视化展现。
- 重新设计
debug view
的角色,使其不再承担运行时动态创建逻辑,仅作为对调试树的一个静态视图选择器。 - 保留
debug event
和debug tree
作为调试系统的核心组件。
总结
整体目标是简化调试系统的结构,消除不必要的复杂度,通过减少不再需要的模块来增强系统稳定性与可维护性。保留必要的灵活性(例如支持不同视图类型),但摒弃对动态化和高度定制的盲目追求,转而依赖清晰的结构划分与预设模式来提供强大而高效的调试能力。
分析 debug_view、debug_stored_event、debug_element 和 debug_tree
目前的调试系统包含多个组件,它们之间虽然初看显得复杂,但从功能角度分析,实际上每个组件都有其存在的合理性和不可替代性。我们梳理和确认了这些结构之间的关系和各自的职责后,整体上认为现有架构是合理的,不存在冗余设计。以下是详细分析:
1. Debug View(调试视图)
- 本质上只是附着在某个调试状态上的元信息,用于指定该状态在调试界面中应如何被展示。
- 每一个调试事件(Debug Event)到达时,系统会根据其 ID(哈希)查找是否存在相应的
debug view
信息,决定如何可视化该事件。 - 设计的初衷是避免为每个事件永久保留状态信息,而只在用户与之交互过时才记录显示状态。
- 该机制的好处是可扩展性好,特别适用于如大型列表等不需要每个元素都追踪状态的场景。
- 当前实现没有问题,无需做复杂修改。
2. Debug Stored Event(持久化调试事件)
- 用于将调试事件从临时缓冲中提取出来,并永久保存在内存中。
- 所有需要长期保存的调试信息(例如用于历史查看、时间线分析等)都会通过该结构进行管理。
- 这些事件存储在一个固定容量的内存区域中,并会在空间耗尽时触发回收机制。
- 与
debug element
结构关联,构成该元素下发生的所有事件链表。
3. Debug Element(调试元素)
- 是调试系统中的一个逻辑“源头”单位,表示某一类调试信息或来源。
- 每个
debug element
维护一个链表,包含其所有相关的debug stored events
。 - 可以理解为调试数据的分类管理头部。
4. Debug Variable Group(变量分组)
- 表示一组逻辑上属于同一模块或功能块的调试变量,便于对调试数据进行层次组织。
- 提供分组结构的基础,允许某些调试元素在 UI 上以折叠/展开方式呈现。
- 在调试树中以节点形式存在。
5. Debug Tree(调试树)
- 是调试信息在界面中的层次结构组织方式。
- 每个调试树起始于某个变量组,然后以层级方式向下展开其包含的调试元素。
- 系统支持存在多个调试树,例如一个用于内存调试,一个用于性能调试等。
- 每棵树可以拥有自己的展开状态与视图设置,互不影响。
结构关系总结
debug event
是原始调试信息的载体。debug stored event
是将debug event
进行持久化后的结构。debug element
是调试信息的逻辑归属点,对应某一类事件的聚合体。debug view
定义调试元素如何展示,可支持动态展开、历史状态记录等。debug variable group
提供语义分组。debug tree
负责将分组和元素组织成层次结构,并支持多树并行、个性化视图展示。
关于优化可能性的思考
- 可以在理论上将
debug view
合并进debug variable group
或debug element
,但这样会失去多个树结构中独立视图状态的能力,如某一节点在一棵树中展开、在另一棵树中保持折叠。 - 合并后会导致调试界面状态耦合,降低灵活性与可维护性,因此不推荐进行此类简化。
结论
虽然结构较多,但都各司其职,没有冗余,整个系统的分层设计清晰合理。每个模块都服务于特定功能需求,当前不需要做结构上的合并或简化,只需在此基础上继续优化功能细节与性能表现即可。
解析调试元素中的 GUID 内容,以获得更可读的格式
目前阶段,为了让调试系统在实际使用中更加高效、实用,我们的关注重点应聚焦在调试元素(debug elements
)的构建与信息解析上。调试元素是我们组织和展示调试事件的核心单位,目前这些元素的名称(name)往往包含了太多冗余的信息,比如完整路径、函数签名、行号等内容,这些信息混合在一个名字里,既不便于阅读,也不利于层级结构构建。因此,我们决定将这部分信息进行解析和结构化,以提高调试系统的可用性与可读性。以下是当前工作的思路与计划:
目标
将原本作为调试元素名称中一长串的组合信息进行拆解,并以结构化方式保存,使其具备以下特性:
- 可读性强:让人类更容易理解事件的来源。
- 层次清晰:支持自动构建调试信息的树状层级结构。
- 数据分离:将事件的不同信息片段(文件名、函数名、行号、名称)拆开独立处理,避免一串字符串混用。
- 灵活可控:在调试 UI 中可根据需要使用任意字段做筛选、归类、展示。
结构设计调整计划
我们将对每个调试事件创建或更新对应的调试元素,同时将信息拆解并填入结构中,主要包括:
-
文件名(File Name)
- 表示调试事件来源的源文件。
- 支持通过文件名快速定位问题源。
-
函数名(Function Name)
- 可选字段,用于表明调试事件产生于哪个函数体内。
- 有助于代码逻辑层级的理解。
-
行号(Line Number)
- 精确指出事件在文件中的位置。
- 便于直接跳转至代码定位。
-
简化名称(Short Name)
- 事件本身的名称(如变量名、计数器名等)。
- 用于实际显示在调试界面的元素树或标签中。
实现逻辑草图
-
每当我们解析一个新的调试事件时,系统会:
- 提取完整标识符(可能包含路径、函数、变量等)。
- 使用规则或分隔符对其进行解析(例如通过
::
、/
、@
等符号分隔)。 - 将解析后的片段分别填充进调试元素的结构体中。
-
示例结构体字段:
struct DebugElement {char* file_name;char* function_name;int line_number;char* short_name;// 其他字段...
};
- 使用拆解后的
short_name
字段作为层级结构构建的依据,而file_name
、function_name
等作为辅助信息展示或搜索。
预期效果
- 调试界面中展示的信息更清晰、有组织,开发人员可快速识别问题上下文。
- 不再依赖解析整条长字符串来判断事件归属,提升性能与可维护性。
- 为后续的调试树筛选、搜索、分组等功能奠定结构基础。
总结
我们即将进行一次结构性优化,将混杂的信息条目拆分为语义明确的字段,提升整个调试系统的可视化能力和人机交互友好性。这是推进调试系统向更高可用性阶段发展的关键步骤,具备良好的扩展潜力,后续可以在此基础上增加标签、注释、跳转等多种开发辅助功能。
game_debug.cpp:哈希字符串,以便在热重载时保持持久性
目前我们正在处理调试事件中的匹配机制,特别是涉及如何识别和组织调试元素来源(source)的问题。原本我们使用的是直接指针比较(例如通过调试元素中的指针值 squid
进行匹配),但这种方式在支持热加载(hot loading)场景下会失效,因为在代码热重载过程中,指针地址可能发生变化,导致原有指针对比失效,因此我们放弃这种方案。
核心目标
为了实现热加载下调试数据的一致性匹配,我们决定采用 字符串哈希(string hash) 来替代原有的指针匹配机制,使调试元素的识别更加稳定。
问题与解决思路
不可靠的方式:
- 原方案使用直接比较
squid
指针的方式进行识别。 - 在热加载后指针地址可能变化,导致匹配失败。
改进方式:
- 使用字符串哈希进行匹配:
- 将调试事件中的字符串 source 进行哈希处理。
- 使用哈希表定位调试元素,再用字符串比较(
strcmp
)确认。
字符串哈希设计
由于目前阶段我们对哈希函数的优化并不迫切,因此将采用最简单的方式实现初步可用的哈希机制:
- 使用字符累加的方式构建哈希值:
uint32_t hash = 0;
for (char *c = input_string; *c; ++c) {hash += *c;
}
- 暂时不引入复杂的哈希算法,如乘法混合或位操作混合。
- 加上
TODO
注释,后续可替换为更高质量的哈希函数。
该哈希值随后用于索引到一个固定大小的调试元素哈希表中,定位可能的匹配项,再通过字符串比较确认是否完全一致。
调试元素来源的结构设计(debug_element_source
)
为了解析调试事件中的来源字符串,我们计划将原本整合在一起的完整路径、函数名、行号等信息结构化,划分为多个字段,使匹配更精确、可控:
full_source_string
:事件完整的来源字符串,例如my_module/file.cpp:123@SomeGroup
。file_name
:源文件名,如file.cpp
。line_number
:行号,例如123
。group_name
或element_name
:调试数据自身的名称或分类名,例如SomeGroup
。- 所有信息都从
full_source_string
中解析出来,并存入debug_element_source
结构体中。
流程优化后的调试事件匹配机制
- 接收到调试事件,提取
source_string
。 - 对
source_string
进行哈希处理,得到 hash 值。 - 将 hash 值模进哈希表,查找可能的调试元素列表。
- 遍历该 bucket 中的元素,逐个比较
source_string
。 - 若匹配成功,更新或追加该元素的调试数据。
- 若没有匹配项,则解析出
file_name
、line_number
等字段,创建一个新的debug_element
并插入表中。
技术权衡与注意事项
- 简单哈希函数易于实现但冲突率较高,需谨慎设计哈希表大小并支持链式冲突处理。
- 后续可替换为更优的字符串哈希算法(如 FNV、djb2 等)。
- 在热加载场景下,该机制支持跨版本调试信息的一致性与持续性。
总结
我们正在将调试事件识别机制从脆弱的指针比较方式过渡到更稳定的字符串哈希与字段解析机制。通过将来源信息结构化,并引入哈希索引,我们能够支持热加载、减少重复创建调试元素,并提高整体调试系统的可靠性与可维护性。这一改进是当前阶段调试系统架构优化的重要部分,为后续功能拓展与性能优化奠定坚实基础。
game_debug.h:重新将 GUID 添加到 debug_element 结构体中
我们正在进一步思考调试系统中调试元素标识与信息提取的具体实现方式,目标是确保整个系统在热重载(hot reload)场景下仍然稳定工作,并提升调试信息的组织与管理效率。
保留原始字符串(GUID)的动机
尽管我们计划将调试事件中的来源字符串(GUID)进行解析,拆分出文件名、行号等信息,但我们仍考虑保留原始字符串本身,原因如下:
- 原始字符串可作为唯一标识的来源,便于快速字符串比较。
- 解析出的信息(如文件名、行号)可以通过指针引用原始字符串中的位置,避免重复内存分配。
- 保留原始字符串可以在某些情况下简化判断逻辑,比如通过直接
strcmp
判断两个来源是否一致。
因此,我们倾向于仍然保留一份完整的字符串缓冲区,然后在其中通过指针或偏移方式标记出子串(如文件名、行号、变量组名等)。
信息解析策略
解析方式如下:
- 原始字符串作为一段连续内存缓冲区存储;
- 提取后信息不进行复制,仅使用指向该缓冲区内的指针字段,例如:
struct debug_element_source {char *full_string; // 原始字符串char *file_name; // 指向文件名起始位置int line_number; // 行号数值char *group_name; // 指向组名起始位置
};
这样既保留了原始完整信息,也结构化了可用字段,便于人类阅读、UI显示、调试结构构建等场景。
哈希与匹配逻辑
哈希的用途依然保留,用于定位调试元素链表中的匹配项:
- 先计算字符串哈希,用于定位哈希表中的桶;
- 然后通过字符串比较
strcmp
验证具体是否是目标元素; - 若找到匹配项,则直接使用现有数据;
- 若未找到匹配项,则从原始字符串中解析字段,分配并插入新元素。
通过保留原始字符串,我们避免了哈希无法解决冲突的场景,也减少了额外内存复制成本。
内存管理优化
考虑调试系统在热重载场景下的内存一致性问题:
- 热加载会导致程序中指针失效,因此原始字符串不能保存在临时栈或局部内存中;
- 必须使用调试系统专用内存(debug memory)来保存这些 GUID 字符串;
- 通过将解析后的调试元素、源信息结构以及字符串统一保存在可持久调试内存中,确保它们在模块重载后依然有效;
- 这样可以避免使用已失效的地址,从而避免崩溃问题。
与热重载系统协同
为了确保调试系统在模块热重载后依然能够使用,必须实现以下几点:
- 调试信息的内存应具备生命周期独立性,避免依赖已被卸载的代码模块;
- 所有调试元素的标识、字符串、结构信息应在专门的可持续调试内存中构建;
- 新旧模块共享同一份调试信息区域,热重载后仍能匹配到已有调试记录。
总结
我们设计了一种更具稳定性和可维护性的调试元素管理机制:
- 保留原始字符串作为基础信息源;
- 使用指针解析方式高效提取结构化字段;
- 引入哈希索引提升查找效率;
- 统一内存分配在调试内存区,确保热加载兼容性;
- 该机制提升了调试系统的稳健性,使其在动态重载环境中依然可靠运行。
将 GUID 存储到持久存储 DebugArena 中
我们当前的目标是将某个字符串(如调试事件名称)推送到一个永久性的存储区域中,以确保它在整个调试生命周期中保持稳定、可用。这个需求主要是为了解决调试系统在使用热重载时的指针失效问题。
使用调试状态中的永久内存区域
在 debug_state
中已经存在一个专门用于永久存储的内存区域,也就是:
debug_arena
:供调试系统使用的持久内存分配器。- 此内存区域与临时缓冲或瞬时结构不同,可以在热加载过程中保持数据不变,避免原始字符串丢失或地址失效。
我们现在的做法是:
- 将调试事件中的名称字符串推入
debug_arena
; - 将其作为该事件的唯一稳定标识来源;
- 任何关于层级结构(如调试树中路径解析)都基于这份永久保存的字符串进行。
解析与结构化处理
完成字符串保存之后,我们再根据之前讨论的逻辑,解析出字符串中的相关信息字段,例如:
- 文件名(如
file_name
) - 行号(如
line_number
) - 层级路径中某个变量组的名称(如
event_name
)
这部分的解析仍然按之前设计:
- 不再复制字符串子部分,而是使用指向字符串缓冲区的指针;
- 所有解析出的信息,都基于那份保存于永久内存中的完整字符串。
层级结构的构建
一旦字符串被推入永久内存,解析出的字段就可以用于构建调试层级信息。例如:
event_name
可以作为调试树中的路径节点;- 这使我们能够清晰地根据命名路径,将事件组织成结构化的、可展开的调试视图;
- 原始事件的全名也作为识别与查找的依据。
整体结构不变,仅替换关键变量
除了字符串保存与解析逻辑之外,系统其余部分无需大改:
- 原有的
next_in_hash
链接方式、哈希查找结构依然适用; - 唯一变化是:将原先从事件中直接使用的名称,替换为新推入永久内存中的字符串指针;
- 这样,在调试系统的其他部分只需使用
event_name
字段即可,无需再处理临时地址。
总结
我们在调试系统中做出的调整如下:
- 将事件名称字符串推入调试状态中的永久内存区域
debug_arena
; - 在该字符串基础上进行路径、文件名、行号等解析,形成结构化字段;
- 保留解析结果用于构建调试树的层级结构与查找逻辑;
- 其他如哈希表、链表结构维持不变,仅使用新的字符串来源进行替换;
- 该机制保障调试系统在热重载过程中的稳定性,避免崩溃和数据失效。
通过这种做法,我们实现了对调试数据的更可靠管理,使整个调试系统更具鲁棒性和实用性。
解析 GUID 以获取 FileNameCount、LineNumber 和 NameStartsAt
为了让调试系统的字符串处理更加高效和可靠,重点在于解析调试事件名称中的文件名、行号等信息。我们当前的任务是通过扫描字符串,提取出这些关键数据。
提取文件名和行号
-
提取文件名:
- 我们的目标是从字符串中提取文件名。这可以通过定位字符串中的开括号
(
和闭括号)
来完成。开括号通常标志着文件名部分的开始,而闭括号则是其结束位置。 - 在处理字符串时,可以在哈希计算过程中直接进行扫描,这样可以避免额外的重复扫描。
- 只需要从字符串的开头开始扫描,直到遇到第一个括号,然后就可以确定文件名的范围。
- 我们的目标是从字符串中提取文件名。这可以通过定位字符串中的开括号
-
计算文件名的起始位置:
- 文件名的位置可以通过查找第一个左括号的位置来确定。
- 找到这个位置后,继续扫描直到遇到第一个右括号,这段字符就可以被认为是文件名。
-
处理文件名中的特殊字符:
- 需要注意的是,如果文件名中包含括号,可能会影响括号的定位。然而,假设我们处理的文件名没有这种复杂情况,直接查找第一个括号是可行的。
-
提取行号:
- 在文件名后面的部分,我们需要找到行号,通常这部分信息在文件名后面,并通过冒号
:
来分隔。因此,当我们扫描到冒号时,可以确定行号的开始位置。
- 在文件名后面的部分,我们需要找到行号,通常这部分信息在文件名后面,并通过冒号
解析步骤总结:
-
扫描字符串:
- 从字符串开头开始扫描,找到第一个括号
(
,这时候可以确定文件名的结束位置。 - 然后,扫描文件名之后的部分,直到遇到冒号
:
,可以确定行号的位置。
- 从字符串开头开始扫描,找到第一个括号
-
存储解析结果:
- 文件名和行号解析完成后,可以将这些数据存储起来,以便后续的调试使用。通过这种方式,我们能够在调试过程中快速访问文件名和行号信息。
-
效率:
- 整个过程通过在哈希过程中直接扫描字符串进行,不需要额外的操作,从而提高了处理效率。
简化解析方法:
- 通过逐步解析字符串,我们不仅可以提取出文件名和行号,还可以更容易地将这些信息整合到调试树中。所有的解析步骤都紧密配合,确保我们获取到准确的调试信息。
game_debug_interface.h:优化 UniqueFileCounterString__ 宏以进行解析
我们现在的目标是将调试事件中的字符串格式,解析成结构化的数据,以便后续更高效地处理这些调试信息。通过对字符串进行遍历和分段解析,可以准确提取出文件名、行号以及其他附加信息。以下是整体的解析思路与细节说明:
整体解析思路
我们使用 分隔符 |
(竖线)来将字符串中的多个信息字段划分开来。每遇到一个 |
,就意味着下一个字段的开始。字段的顺序已经确定,并按顺序依次提取:
- 第一个字段 → 文件名(file name)
- 第二个字段 → 行号(line number)
- 第三个字段 → 不关心(当前没有使用)
- 第四个字段 → 事件名称部分(名称的开始位置)
这些字段全部都嵌套在一整条字符串中,因此我们仅需遍历字符串,记录每个 |
的位置,就可以对应地解析出每个字段的位置和长度。
实现细节
-
初始化:
- 定义一个变量
pipe_count
(计数竖线数量)来追踪解析的阶段。 - 每次遇到
|
时,pipe_count
加一,并根据其值决定当前正在解析哪个字段。
- 定义一个变量
-
解析文件名:
- 文件名从字符串开头开始,直到第一个
|
为止。其长度就是当前位置减去起始位置。
- 文件名从字符串开头开始,直到第一个
-
解析行号:
- 行号在第一个
|
之后到第二个|
之间的字符串片段中。 - 使用
atoi
(或自定义实现)来将该字符串转换为整数。
- 行号在第一个
-
名称的起始位置:
- 最后一个
|
之后的部分即为事件名称本体(如函数或模块名等)的开始位置。
- 最后一个
结构体填充
一旦完成字符串的解析,就可以直接将提取的数据填充进结构体中:
FileName
:指向原始字符串中的一段,起始于字符串起始位置,长度为file_name_count
。LineNumber
:已转换为整数值。NameStartsAt
:直接指向原始字符串中名称部分的地址。
这些结构化信息将用于调试系统的层级展示、定位调试事件发生位置等用途。
扩展与兼容性说明
- 尽管目前只处理前三段信息,未来可以扩展为解析更多字段,只需继续在字符串中检测
|
并计数即可。 - 对于
atoi
的调用虽然依赖于 C 运行时库,但其实现简单,将来完全可以被替代或重写,不会造成技术负担。
优势总结
- 解析逻辑清晰,效率高,遍历一次字符串即可完成全部解析。
- 结构填充简洁直接,方便后续使用。
- 保持字符串指针在原始 buffer 中,避免了冗余的内存复制。
- 为实现热重载时调试系统的健壮性奠定了基础。
最终,这一方案能确保调试事件数据在加载后即被结构化处理,极大地提高了调试数据的可用性与稳定性,特别适用于支持热重载与大型代码基调试环境的系统中。
添加函数,方便从调试元素 GUID 中检索名称和文件名
我们在这里的目标是优化调试系统中对名称信息的访问方式,使得获取文件名、事件名等字符串信息的过程更加清晰、便捷,并将这些结构提升为更正式的基础设施。以下是具体思路和操作细节:
添加辅助访问函数
我们希望引入一个类似 GetNameElements
的辅助函数或方法,它的功能是根据结构中记录的偏移量快速获取特定的字符串信息(比如事件名称)。这可以避免重复记忆偏移量字段含义,也提高代码可读性。
具体做法是:
- 提供一个统一的接口函数,比如
GetNameElement
。 - 内部通过
element_id + name_starts_at
来获取对应字符串的起始位置。 - 这样可以根据不同
id
获取如文件名、函数名等不同的信息。
文件名访问封装
为了统一和标准化访问文件名,也增加一个类似 GetFileName
的接口:
- 文件名本身是结构体中的一个元素,我们可以直接返回。
- 不过文件名是 Counted String(带长度的字符串),我们需要一个专门的类型来表示。
引入 Counted String 类型
为统一字符串处理,我们计划将 带长度的字符串 抽象成一个更正式的结构,比如:
struct DebugString {u32 Length;char *Contents;
};
该结构体可以在调试系统中广泛使用,代表任意一段具有明确起止的字符串内容。这样能避免隐式指针和长度的分离,方便维护和调试。
与现有系统集成
在调试系统中,比如变量组(DebugVariableGroup
)等已有结构中,已经存在类似的字符串处理方式。我们希望未来也将其统一成 DebugString
的形式,以简化整体设计:
- 让变量组中字符串字段转化为
DebugString
。 - 所有字符串读取、显示、比较等操作都基于该统一结构进行。
总结当前改进的意义
- 接口简化:通过封装函数获取文件名、事件名等内容,避免重复逻辑。
- 结构统一:引入
DebugString
类型后,调试系统中所有相关字符串可以使用统一结构处理。 - 提高可维护性:不再依赖偏移量的具体字段含义,而是通过明确的访问方法调用,降低出错概率。
- 方便扩展:未来若需要支持更多字符串字段或更复杂结构,可以在此基础上继续扩展。
这一步的改进标志着调试系统在数据结构和接口设计上的成熟,使得调试信息的组织、访问和显示更加规范化、工程化。
运行并验证结果 - 解析部分有效
我们当前正在调试并验证一套新的解析与输出机制,已经有初步的效果显现,整体方向看起来是正确的,解析过程的部分功能已经正常运作,这是一个积极的信号。
当前状态与预期效果
- 系统中对名称的解析功能已开始起效,说明数据结构的构造以及解析流程基本正确。
- 输出方面,如果采用我们之前构建的
GetName
方法来替代原先直接输出整个 GUID 的方式,输出结果将会更加规范、清晰。 - 目前打印出来的名称信息虽然还不是最终的“规范格式”,但感觉很快就会趋于理想状态,预估明天应该可以看到规范化的效果。
输出逻辑调整与重构目标
我们发现当前代码中还存在一些地方在直接打印整个 GUID 内容,这种做法被认为是不理想的,原因包括:
- 数据冗余:直接打印 GUID 会输出过多内部信息,而这些在用户视角下并不重要。
- 可读性差:GUID 内部结构复杂,直接打印不便阅读和调试。
- 维护性差:一旦 GUID 结构有所变动,相关输出就需要大量调整。
因此,当前的目标是:
- 彻底取消对 GUID 的直接打印,将所有输出都改为通过封装函数获取结构化的名称数据。
- 比如使用
GetName
接口函数,在输出时只展示名称等关键字段。 - 这样无论是在调试界面中打印事件、变量、函数名等内容,都能统一风格,提升可读性。
对某段代码功能的疑问
最后我们还对某一处代码中的逻辑表示疑惑,即:
“为什么它会这么做?”
也就是说,在审查输出函数时发现某处仍然引用了不应直接使用的 GUID 内容,这表明当前代码中还存在“遗留逻辑”未清理干净,需要进一步梳理逻辑,逐步替换成新的封装方法。
总结
- 当前解析机制开始生效,方向正确;
- 输出逻辑正在逐步替换为封装接口调用;
- 目标是彻底取消对 GUID 的直接打印;
- 正在逐步过渡到一个更加规范、清晰、模块化的输出和解析系统;
- 代码中还残留部分旧逻辑,需要持续清理和审查。
game_debug.cpp:在存储事件时重新分配正确的 GUID,以便它们在热重载时是安全的
我们在调试事件转为文本(DebugEventToText
)的过程中,发现当前的事件存储机制存在明显的问题,需要立即修正。
主要问题:错误地复制了指针字段
在执行 StoreEvent
的过程中:
- 当前代码会记录帧索引,并将整个事件结构直接复制到一个缓冲区中。
- 但问题是,事件结构中包含了一些指针类型字段,例如
GUID
字符串。 - 将包含指针的结构直接复制,是不安全的,尤其是当这些指针指向的是动态库中分配的内存(例如字符串表)时。
- 这种复制方式会导致热重载后出现悬空指针,从而导致崩溃或未定义行为。
正确的做法:将字符串解析并永久存储
为了保证事件在热重载过程中的安全性,我们需要做出以下改动:
- 不能复制原始字符串指针,应当使用已解析出来并保存在永久内存区域的
liquid
字符串指针。 - 当前系统中已经通过解析,将原始名称拆分为结构化的元素,并将其保存到了 debug arena 中的永久内存,这部分内存不会在热重载时释放。
- 因此我们应该确保事件结构中的名称相关字段引用的是这份稳定安全的解析数据,而不是来自动态库的易失内存。
额外思考:热重载中字符串持久化的另一种策略
我们还进一步推导出一种潜在的策略,适用于 64 位系统:
- 由于 64 位系统的地址空间极大(理论上几乎用不完),如果愿意,可以永远不释放旧版本的 DLL。
- 也就是说,热重载时加载新的 DLL,不卸载旧的 DLL,保留旧的字符串表。
- 这样可以保留历史版本的字符串,避免频繁复制。
- 但这种做法存在限制,比如字符串指针再也无法做等价比较,因为指针不再具有全局唯一性。
- 虽然这不是当前的方案,但它提出了一种可扩展的未来思路,用于某些需要长期保留数据的高级调试方案。
输出函数的问题与优化方向
在事件转文本输出的过程中也发现了结构设计的一个缺陷:
- 当前
DebugEventToText
函数并没有包含事件对应的元素(element)结构。 - 而这个 element 是包含了我们解析后结构化信息的部分。
- 于是每次输出文本时都只能重新解析字符串,不够高效。
我们应该:
- 在调用
DebugEventToText
时,提供对应的 element 指针(可选传入)。 - 如果提供了,就直接使用其中已解析好的数据。
- 如果没有提供,仍可以从事件名中提取解析信息做备用处理。
总结
- 当前事件复制过程存在悬空指针风险,必须改为引用解析后的安全字符串;
- debug 字符串应该从永久内存中读取,避免热重载后指针失效;
- 输出函数应支持直接传入已解析的结构,避免重复解析;
- 提出了一种保留旧 DLL 的持久化方案,供未来扩展参考;
- 整体系统正在向更高的安全性、可维护性与模块化演进。
更改了存储 GUID 的预处理方式,使用已提取的名称
我们考虑到一种更简单有效的方案:直接在事件存储时就将名字预先解析并保存下来,而不是等到需要打印时再动态解析。
新策略:预解析并存储名称字符串
在执行 StoreEvent
的时候,我们可以:
- 不再保留原始的调试名称字符串指针(容易在热重载后失效);
- 而是在存储事件之前就解析出需要显示的名称部分,并将其直接保存在事件结构中;
- 后续如果要打印事件名称,只需要直接读取这个预解析好的名字字段。
这样做的优势包括:
-
避免重复解析:
- 每次打印事件时都要重新解析字符串是低效的,尤其是在事件量很大的场景下。
- 提前处理一次,更节省性能。
-
提升安全性:
- 原始字符串指针来自动态库内存,如果热重载后释放了相关区域,旧事件就会引用无效内存;
- 提前解析并复制所需字段到持久内存,可避免此类问题。
-
实现简洁化设计:
- 打印或调试输出函数不再需要额外参数或再做一次解析处理;
- 所有事件结构中都带有“最终显示名称”,更直观也更易调试。
实际操作流程
-
在执行
StoreEvent
时:- 对事件的调试名称字符串做一次解析;
- 提取出需要显示的部分,例如最后一个
|
后的实际事件名称; - 将这部分复制并存入 arena 中的永久内存;
- 将事件结构中的名称字段指向这个新的位置。
-
后续在任何地方输出事件:
- 只需读取这个字段即可,不需要再做任何处理或引用其他模块。
总结
- 提前解析并存储事件名是一个更简洁高效的策略;
- 避免热重载引发的指针失效问题;
- 优化调试输出性能;
- 让系统结构更加稳定和直观;
- 这一步将成为系统可靠性和可维护性提升的重要改进点。
将分隔符从下划线更改为斜杠
我们正在进行调试信息处理和字符串解析逻辑的完善,当前的重点是将路径或名称中的最后一个斜杠(/
)作为新的分隔符,以替代之前使用的下划线(_
),用于提取更具语义的名称片段。
修改与重构目标
-
将分隔符由下划线改为斜杠:
- 原先通过查找最后一个下划线(
_
)来确定字符串中的起始点; - 现在需要改为查找最后一个斜杠(
/
),这样可以更好地匹配路径或命名空间结构; - 所有相关逻辑从“last underscore”重命名为“last slash”。
- 原先通过查找最后一个下划线(
-
重命名变量以提升可读性:
- 原先变量名较为混乱(如:
get_group_particle_name
),现在进行了重命名; - 比如提取第一个分隔符的位置时,改名为
first_separator
,更贴合实际语义,便于理解和维护。
- 原先变量名较为混乱(如:
当前问题与观察
- 字符串解析和输出部分仍然存在显示异常的问题,格式不如预期;
- 某些元素的打印顺序或内容可能仍未正确对齐或完整;
- 原因可能包括:
- 分隔符位置提取错误;
- 被解析的字段顺序或命名未统一;
- 显示代码中引用的名称字段未及时更新。
下一步计划
-
继续整理字符串解析逻辑:
- 确保每一个事件或名称都能根据最后一个斜杠正确拆分出路径与实体名;
- 正确映射为可读性更强的分层结构。
-
完善显示与打印部分:
- 确保调试输出格式统一,名称解析结果清晰;
- 将所有地方输出的调试名替换为统一调用的
getName()
函数,避免冗余逻辑。
-
填充性能分析相关结构:
- 着手思考如何将这些已解析信息对接到性能分析界面;
- 搭建基础的展示结构框架(如柱状图或分层列表)。
总结
我们已经完成了名称分隔策略从下划线到斜杠的迁移,重命名了部分变量以提高可读性。虽然目前解析结果在显示上还有一些小问题,但整体结构已经稳定下来。接下来将进一步完善显示输出、性能数据整合等方面,预计在明天能将这些元素整合得更加清晰、有条理。整体状态乐观,正在朝着更可维护、直观的方向推进。
请使用以下哈希计算方式:HashValue = HashValue * 65599 + *Scan;(sdbm,来源:http://www.cse.yorku.ca/~oz/hash.html)。仅仅使用字符之和 将 产生大量的碰撞。(来源:http://programmers.stackexchange.com/a/145633)
https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/49550/which-hashing-algorithm-is-best-for-uniqueness-and-speed/145633#145633
我们正在讨论哈希函数中使用的乘法常数 65599
是否合理,以及它在实现和效果之间的权衡。以下是整理出的核心内容和思路:
当前背景与目标
在实现哈希函数时,涉及到一个关键常数 65599
,当前使用的是:
hash = hash * 65599 + value;
我们正在评估是否继续使用这个数值、它的效果如何、是否值得保留,或者是否应该用其它算法替代。
对 65599
的观察与讨论
-
性能上的优势:
65599
是一个非常容易记住的数;- 乘以
65599
通常在低级硬件层面可以通过移位和加法实现,性能开销小; - 对于简单快速的哈希需求,它已经“够用”。
-
来源与历史:
- 这个常数最初来源于实验,具体是通过反复测试不同常数的碰撞率选出来的;
- 它是一个质数(prime),这在哈希函数中是一个加分项,因为可以减小碰撞;
- 被用于如 Berkeley DB 等一些实际工程中,说明具有一定实战价值。
-
对比其他建议算法:
- 有人提出使用更复杂的位运算(如右移后异或等),属于更“花哨”的做法;
- 这些复杂方案可能能提升分布性,但缺乏可靠的理论分析或通用证明;
- 对我们而言,如果没有强需求,这些复杂操作可能得不偿失。
-
质疑与谨慎态度:
- 目前并没有发现特别严谨的数学推导来证明
65599
是最优选择; - 但考虑到其工程中广泛使用与简便性,选择它是一个“低风险”的做法;
- 如果未来有更强的需求或需要抗攻击哈希,我们再替换为更强算法也不迟。
- 目前并没有发现特别严谨的数学推导来证明
我们的结论与下一步
- 暂时保留使用
65599
,因为它实现简单、记忆方便、性能好且实战验证广泛; - 如果后续需要更强分布性的哈希,可以考虑引入 MurmurHash、xxHash 等现代算法;
- 当前阶段的目标是实用和简洁,不做过早优化;
- 继续以此为基础完成当前系统所需的数据结构索引与映射功能。
总结
我们在评估哈希函数中使用 65599
常数时,确认了其来源、性能优势及广泛应用经验,虽然缺乏形式化证明,但作为快速哈希函数来说是合理的选择。在无需更高安全性或碰撞控制的前提下,继续使用这个方案是当前最符合实际需求的决定。
来说明使用 65599
构造哈希函数的方式,并对比它与其他简单哈希方法的差异:
示例 1:使用 65599
的哈希函数(经典方式)
unsigned int Hash65599(const char *str) {unsigned int hash = 0;while (*str) {hash = hash * 65599 + (unsigned char)(*str);str++;}return hash;
}
说明:
- 每次循环时,将当前字符加入哈希值中;
- 用
65599
来放大当前哈希值,增加字符串前后字符顺序的权重差异; - 该方式常见于早期 C 项目中,如 Berkeley DB,稳定性强,简单高效。
⚠ 示例 2:使用简单累加(低质量哈希)
unsigned int HashSum(const char *str) {unsigned int hash = 0;while (*str) {hash += (unsigned char)(*str);str++;}return hash;
}
缺点:
- 简单累加导致不同字符串很容易得到相同哈希值(碰撞);
- 字符顺序不会影响最终结果,例如
"abc"
和"cab"
的哈希值相同; - 不适合任何需要高分布性或安全性的场景。
示例 3:更强的哈希(FNV-1a)
unsigned int HashFNV1a(const char *str) {unsigned int hash = 2166136261u; // FNV offset basiswhile (*str) {hash ^= (unsigned char)(*str);hash *= 16777619u; // FNV primestr++;}return hash;
}
说明:
- 比
65599
更复杂,但分布性更好; - 更适合用在哈希表、符号表等对碰撞容忍度低的场景;
- 缺点是性能略差于
65599
,因为乘法和异或都参与运算。
示例对比表:
算法 | 是否使用乘法 | 是否区分字符顺序 | 分布性 | 性能(速度) |
---|---|---|---|---|
HashSum | 否 | 否 | 差 | 极快 |
Hash65599 | 是(×65599) | 是 | 中等 | 快 |
FNV-1a | 是(×质数) | 是 | 好 | 中 |
总结建议:
- 若项目需求是快速、轻量级哈希而非安全性,使用
65599
是合理选择; - 若对哈希冲突容忍度低,可切换到如 FNV-1a、MurmurHash 等更先进算法;
- 不推荐使用简单的字符累加方式进行哈希。
是否需要我再补充一下碰撞对比测试或给出 Python 等语言版本?
@是的,哈希的原理是它用于 ELF 中的符号。考虑到符号通常会成群出现:i, j, k, x1, x2, x3 等等。ElfHash 旨在在这种情况下表现得合理
当前我们讨论了在哈希函数设计中选择不同常量的合理性。具体情况如下:
我们目前采用的哈希函数使用常数 65599
,该算法简单易记、性能好,在早期的一些系统如 Berkeley DB 中也曾广泛使用。尽管这个数是“实验中随便选出来的”,但它是一个质数,具有较好的分布性。因此,在不要求极高分布质量的场景下,它是一个合理、实用的默认选择。
但也有其他建议,例如考虑采用适用于 ELF 符号表中字符串哈希的算法。这类字符串往往包含公共前缀、尾部是数字,如变量名、函数名等。因此更合适的哈希方法可能需要更好地区分这类尾部相似的字符串。此前提到的 suitden73
提出了一种不同的哈希方式,可能在此类情境下表现更好。
然而,这种 ELF 式的哈希可能更难记忆,也可能实现上略复杂。如果我们希望直接手写或者在某些代码中快速敲出,65599
更具实用性。
最终,我们权衡后选择暂时保留 65599
哈希方案,作为默认实现。这个方案虽然不是理论上最优,但在当前使用场景下足够可靠,易于理解和维护。而且未来如果有更强需求或者发现明显性能问题,再考虑切换到如 ELF 哈希或 FNV 等其他算法也不迟。
当前阶段我们未发现具体的问题反馈或异常行为,一切正常,可继续后续工作。
事实上,你能不能给我看一下那个哈希函数的反汇编?那个 65599 的哈希。我很好奇它编译得怎么样
我们尝试从汇编层面分析哈希函数中使用 65599
作为乘数的实现效果与性能情况,以下是分析细节与结论汇总:
我们关注的是这类哈希函数中是否存在隐藏的性能问题,例如整数乘法是否在现代处理器上仍然开销较大。通过查看未开启优化的汇编输出,观察到编译器生成的代码中,65599
哈希主要包括整数加法和乘法操作(imul
和 add
指令),结构与预期一致。
接下来进一步开启优化进行分析。结果发现,优化后的汇编输出并没有显著变化,仍然是使用了直接的整数乘法和加法,这表明现代编译器对这种经典乘法加法哈希函数不会做太多结构上的调整,而是保留基本的线性结构。
关于整数乘法(imul
)的性能,在现代 x86-64 架构中,其吞吐率通常是每周期可以执行一个乘法指令,而延迟(latency)约为 3 到 5 个周期,这取决于具体微架构(如 Intel 的 Skylake、Zen 3 等)。虽然相较于加法和移位操作仍然略慢,但在当前 CPU 性能水平下,这种指令的代价已经足够低,不再是性能瓶颈。
进一步推论说明:
- 虽然有些哈希算法(如 ELF hash)采用移位与异或的方式替代乘法以求更快性能,但
65599
的乘法仍然简单、高效,在绝大多数场景中开销可接受。 - 特别在字符串哈希场景中,实际影响性能的更可能是内存访问(读取字符)而非乘法本身。
最终结论如下:
- 使用
65599
作为哈希乘数在汇编层面结构清晰,生成代码简单。 - 在现代处理器上,其整数乘法的性能开销较低,不足以构成阻碍。
- 相比于使用更复杂但难记的哈希函数(如 ELF、FNV 的变体),这种方式具有可维护性和足够的效率。
- 若未来对哈希冲突概率或分布均匀性有更高要求,可以考虑更复杂算法;但目前阶段,
65599
是合理的权衡方案。
当前编译与测试结果也显示一切正常,无明显问题,可以继续推进其他部分的开发。
什么是 imul,是整数乘法吗?
这段内容探讨了Intel指令集的特点,特别是关于乘法指令的实现和它如何与其他架构(如PowerPC)不同。下面是详细的中文总结:
-
Intel指令集的变长编码:
- 与其他一些处理器架构(比如PowerPC)不同,Intel的指令集使用了变长指令格式。PowerPC等架构中,每条指令的大小是固定的,这使得每个指令的编码都非常简单和直接。而Intel的指令集则使用了可变长度的指令,每条指令的长度可以根据实际需要进行调整。这样做的好处是能够节省空间,因为如果某些指令不需要很长的编码,Intel可以通过使用较短的指令来节省内存空间。
-
指令编码与哈夫曼树:
- Intel指令集的编码方式有点类似于哈夫曼树(Huffman Tree)。哈夫曼树是一种常用于数据压缩的算法,它通过使用更短的编码表示更常用的符号,而较少使用的符号则使用较长的编码。虽然Intel的指令集没有完全使用哈夫曼树的优化方法,但它的可变长度指令集有一些类似的概念,能够根据需求调整指令的长度。
-
乘法指令(IMUL)和常量:
- 在Intel架构中,乘法指令(IMUL)非常灵活,可以在指令中直接指定乘数常量,而无需将常量加载到寄存器中。这意味着乘法操作可以更直接地执行,并且指令本身就包含了常量值。例如,IMUL指令可以在指令中直接指定常量,这样就不需要在计算过程中先将常量加载到寄存器。这使得指令的执行效率提高,尤其是在乘法操作中涉及常量时。
-
Intel指令集的复杂性:
- Intel的指令集比许多其他处理器架构复杂,尤其是在文档中描述指令时。以IMUL为例,Intel提供了多种不同的实现方式。对于PowerPC等架构,乘法操作通常很简单,只需要指定两个寄存器即可执行乘法,而Intel则提供了多个版本的IMUL指令,可以在指令中使用不同类型的操作数(如寄存器、内存、立即数等)。因此,Intel的指令集非常灵活,可以根据不同的需求选择不同的操作方式,但也因此变得更加复杂。
-
指令的前缀与可配置性:
- Intel的指令集还具有高度的可配置性,许多指令都可以通过设置前缀位来改变其行为。例如,可以通过设置高位来指示是否需要读取后续字节,这使得指令的操作更加灵活,可以根据需要选择不同的操作数类型(如寄存器、内存、立即数等)。
-
Intel指令集的复杂性对编译器的影响:
- 由于Intel指令集的复杂性,编译器在生成代码时需要考虑多种可能的指令格式和操作数类型。编译器的实现需要处理这些不同的编码方式,这使得Intel指令集的编译过程更加复杂。相比之下,像PowerPC等架构的指令集更加简洁,编译器生成的代码也相对简单。
总结来说,Intel的指令集具有高度的灵活性和可配置性,但也因此变得更加复杂。在实现乘法等操作时,Intel的指令集提供了直接嵌入常量的能力,从而提高了操作的效率。然而,这种灵活性也意味着编译器和开发者需要处理更多的细节,导致编译过程相对复杂。
哥们,你启发我写了一个手写的 Windows 调试器。感谢你做的一切
讨论的内容涉及了一个有趣的想法:制作一个手工编写的Windows窗口工具,类似于Windows的窗口管理器,且与Visual Studio不同。重点是希望这个工具能够作为一个DLL调用,方便与其他程序(例如KOTOR)集成使用。目标是开发一个不依赖于Visual Studio的窗口管理工具,并且能够被其他项目灵活地调用和使用。
简单来说,目标是:
- 开发一个手工制作的Windows窗口工具,不使用Visual Studio的标准方式。
- 让这个工具可以作为DLL来调用,从而方便与其他软件集成。
- 该工具能够提供类似窗口管理的功能,满足一些用户需求,同时避免依赖Visual Studio等传统开发环境。
为什么你把每帧的 delta time 放进了输入结构体(Input->dtForFrame)?今天我浏览源码时觉得这有点奇怪
讨论中提到的问题是关于为什么将每帧的时间差(delta time)传递到基础设施中。提出者觉得这样做有些奇怪,并且在浏览源代码时对此产生了疑问。对于这个问题的回答进行了两种理解上的澄清:
- 是否在询问为什么需要将每帧的时间差传递给游戏(即,为什么每帧时间差对游戏来说是必要的)?
- 还是在询问为什么要将其放入特定的结构体中(即,为什么选择在该结构中传递时间差,而不是以其他方式进行传递)?
这两种理解可能指向不同的解答,需要根据提问者的具体意图来确认答案。
为什么在指令中,十六进制值 1003fh 的半字节被反转了。我能理解字节被反转,但半字节呢?
讨论中提到的内容主要是关于指令编码和存储方式。具体地,讨论者对一个十六进制值的字节顺序表示出了疑问,尤其是如何理解字节的反转以及它们如何在内存中存储。
首先,解释了字节顺序的概念,指出Intel架构是小端(Little Endian)格式。这意味着在内存中,较低的字节(例如三分之一的十六进制值 3F
)会首先存储在内存的低地址位置,而较高的字节(如 00
或 01
)会后续存储。这样的字节顺序不是很不寻常,因为它符合Intel的存储和指令编码方式。
接着,提到了一些指令编码的细节,特别是关于乘法(imul
)指令。讨论者提到,可能这里使用了一个32位的立即数,并且通过 imul
指令将这个立即数与某个寄存器的值进行乘法运算。imul
指令使用了一个操作数(可能是寄存器或者内存地址)和一个立即数。该指令通过立即数直接进行乘法运算,而不是首先将立即数加载到寄存器中。
讨论还进一步解释了操作数的编码以及如何将这些操作数转化为机器指令,特别是如何通过字节编码将它们与寄存器或内存操作结合。对于Intel的指令集架构,操作数和指令的编码方式相对复杂,因为每个指令都有可能通过不同的方式进行编码,并且有多种操作数组合形式。
总体来说,讨论围绕着Intel指令集中的小端编码方式、立即数如何存储以及如何通过编码将这些指令转化为机器语言的过程。
在这段讨论中,举例的内容主要是围绕着Intel指令集中的小端编码、乘法指令(imul
)和立即数(即直接在指令中给出的数值)如何被处理的。以下是一些具体的举例说明:
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小端编码示例:
假设我们有一个四字节的整数值0x3F000100
。在小端格式下,Intel会按如下方式存储这个值:3F
存储在最低的内存地址00
存储在接下来的内存地址01
存储在下一个内存地址00
存储在最后的内存地址
这意味着,在内存中,这个整数值
0x3F000100
将会被反转为3F 00 01 00
这样的顺序,符合Intel的小端存储方式。 -
乘法指令(
imul
)的示例:
假设我们要执行一个乘法操作,将寄存器eax
中的值与一个立即数相乘。指令可能是:imul eax, eax, 5
这条指令的意思是将
eax
寄存器中的值与数字5
相乘,结果仍然存储回eax
寄存器。在执行时,
imul
指令的字节编码会包含乘数5
作为立即数。Intel的指令编码可能如下:0x69
表示乘法操作指令(imul
)- 紧接着是立即数
5
,作为操作数 - 最后,指令会有目标寄存器(例如
eax
)的编码
这里的立即数
5
被直接嵌入到指令中,而不需要先将其存储到另一个寄存器。 -
字节反转和指令编码:
假设有一条乘法指令imul
,它会用到一个立即数0x0000003F
,并将其与寄存器中的值相乘。这条指令的机器码可能会是:0x69 0xC0 0x3F 0x00 0x00 0x00
其中:
0x69
是imul
指令的操作码0xC0
表示目标寄存器(eax
)0x3F 0x00 0x00 0x00
是立即数0x3F000000
的小端表示
注意到,即使
0x3F000000
是一个大端数值(即3F 00 00 00
),在内存中它会以小端格式存储为00 00 00 3F
。
通过这些举例,可以看出Intel指令集如何处理立即数、寄存器和存储顺序,并且如何利用小端编码方式将指令和数据组织成机器码。
你想让英特尔为所有 GPU 提供统一的 ISA 吗…
在这段讨论中,主要表达了对计算机硬件和软件兼容性的观点。以下是详细总结:
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硬件兼容性与软件稳定性:
即使某些硬件的架构或指令集可能看起来不那么现代或者不够优雅,只要它能长时间稳定运行,它仍然有价值。例如,许多早期编译的代码即使在现代计算机上运行,依然能够正常工作,前提是操作系统没有在底层破坏应用程序接口(API)的兼容性。这里强调了软件的稳定性和长期运行的重要性。 -
Intel指令集的可行性:
尽管Intel的指令编码方式可能显得复杂甚至不够优化,但它确实能够完成预定的任务,且提供了一个非常可靠的方式来构建代码并使其长期运行。这种稳定性被认为比任何新型的图形性能提升都更为重要,尤其是在一些情况下,软件能稳定运行而不会崩溃比高性能图形处理更为重要。 -
对Intel的期望:
如果Intel能够统一并稳定支持X64架构,并将其作为长期标准进行执行,就能解决许多兼容性问题。没有兼容性问题的存在,软件可以在不同的硬件平台上无缝运行。相比图形性能,更多的人愿意用高性能图形来换取这种兼容性,尤其是当实际工作中更多的困扰是系统崩溃或不稳定时。
总的来说,尽管现代硬件和软件在性能上不断提升,但兼容性和稳定性依然被认为是更为重要的目标。
为什么它会被放在那个结构体中?我特别在找 delta time 变量,而这是我最不期待它出现的地方
在这段讨论中,主要探讨了为什么将“时间”(即delta time)作为输入的一部分传递给系统。以下是详细总结:
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时间作为输入的作用:
将时间作为输入的原因是因为时间本身就是外部的输入。就像用户的键盘输入或鼠标点击一样,时间的流逝也是程序在运行过程中需要处理的一个外部因素。每当程序处理一次游戏逻辑时,它需要知道自上次处理以来已经过去了多少时间,这就需要“时间”这一输入来表示。 -
时间和用户行为的关系:
游戏的运行不仅仅是根据用户的动作(如键盘按键、鼠标点击)来处理,还需要考虑到每一帧的时间间隔。这段时间反映了用户行为发生的背景。通过传递时间信息,系统能够准确地知道在处理过程中发生了什么,例如用户按下了哪些键,鼠标发生了什么操作,以及这些操作之间经过了多少时间。 -
回放用户会话的必要数据:
如果要重现用户的操作会话,除了记录键盘输入和鼠标操作外,还需要记录经过的时间。时间在这里被看作是必须记录的重要数据,它与其他输入信息一起,构成了重现用户会话的完整输入设备。 -
时间与硬件输入设备的类比:
通过这种方式,时间被当作一种“输入设备”来处理。与鼠标和键盘一样,时间的流逝也是游戏系统需要处理的输入。因此,它与其他传统的输入设备(如键盘和鼠标)是同等重要的。
总的来说,时间在这里被视为与其他用户输入(如键盘、鼠标)一样的重要数据,都是构成游戏运行所需的外部输入。通过将时间作为输入的一部分传递,系统能够准确地处理和模拟用户的行为。
另外,因为每个玩家都有自己的输入结构体,当它对每个玩家都是相同的时,把它传递到每个结构体似乎有点冗余
在这段讨论中,主要涉及到多个玩家各自的输入基础设施以及如何处理时间差值(delta time)和输入数据的传递。以下是详细总结:
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每个玩家的基础设施:
讨论表明,每个玩家都有自己独立的输入基础设施。虽然传递delta time(时间差)看似可以统一处理,但并不适用于每个玩家。每个玩家的输入和状态是独立的,因此无法简单地将输入数据作为统一的传递对象。 -
输入的处理方式:
在处理输入时,系统并不会将每个玩家的输入数据和delta time一起传递给所有玩家。相反,系统为每个玩家的控制器分配独立的输入数据。也就是说,并不是每个玩家都共享相同的输入数据和时间差,而是每个玩家有自己独立的输入数据集。这种做法保证了玩家之间的输入是分开的,不会互相干扰。 -
关于输入的设计:
这段讨论还强调了在设计输入系统时,不是每个玩家都通过相同的方式传递数据,而是依据每个玩家的控制器分配独立的输入数据,这有助于确保游戏在多玩家环境中的顺利运行。 -
开发中的一些考虑:
在开发过程中,有些细节需要特别注意,比如在编译时确保代码不会遗留问题。例如,可能会忘记一些细节(如保存当前状态或代码编译中可能导致的问题),因此在完成编译任务后会仔细检查和保存当前进度。
总结来说,讨论中强调了多玩家环境下输入数据的独立性,每个玩家的输入都被单独处理,而不是共享同一份输入数据。此外,也提到了一些开发中的细节处理,确保在编译和保存代码时不出现遗留问题。