cocos2dx lua客户端性能优化【实操篇】
一、项目背景由于经典版cocos lua游戏存在着大厅弹窗卡顿，游戏内播放动画卡顿的问题，影响了游戏的整体流畅度。所以我们根据WETEST测试出的明显卡顿点，对游戏的卡顿问题进行了分析优化。
主要思想是优化能直观感受到的帧率，提高游戏的整体流畅感，并同时保证内存或CPU使用率在一定的合理范围内，防止闪退等意外的发生。
根据游戏的优化情况，以下从优化方案、优化效果以及优化标准几个方面来分析，最后给出了锁30和60帧的建议。
二、问题描述
一般情况下，在排除网络交互问题的前提下，游戏客户端所表现出的体现在视觉感官上的卡顿慢，大都是由游戏掉帧或丢帧所引起的。因为cocos lua无法异步加载，所以大部分的卡顿都是由于drawcall过高或其他效率原因导致的，
执行函数CPU时间片占用时长过高造成帧无法在正常时间内刷新，导致丢帧。例：游戏帧数为60帧，假设函数A执行时长为0.3秒，drawcall提交所需时间为0.017秒，在某一帧执行函数A时，会占用0.3秒CPU时间片，
导致函数A执行期间的18帧无法得到正常刷新，并且提交drawcall需要一帧的时间，所以最终导致丢19帧。
以下主要从这个方向出发，提出优化的思路和方法。
三、优化思路与方法
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三、优化效果
以下内容均节选自Wetset测试报告高配机的测试情况.
测试前后游戏PSS和CPU的占用都在合理范围内，不是造成卡顿的主要原因。因此主要对比优化前后卡顿明显的FPS大于25（锁30帧）和50（锁60帧）的比率和对应的DrawCall峰值情况。
根据优化标准里DrawCall的定义，理论上实际的DrawCall峰值不会根据机型配置和锁帧数的不同而有很大差异，可能测出来会有1~2微小的差距，所以这里认为锁60帧和30帧的DrawCall是相同的。锁30帧的情况下，大厅优化前卡顿点会有一段时间低于25帧，drawcall峰值也相对较高。优化后FPS持续保持在25帧以上，并且drawcall峰值也降低很多。锁60帧的情况下，优化前卡顿点会有一段时间低于50帧，优化后FPS持续保持在50帧以上。
2.游戏内优化前后对比
游戏内主要卡顿点为游戏开局的亮牌流程和结算流程，以及出牌过程中的播放声音和动画。锁30帧的情况下，优化前这几个卡顿点都会降到25帧以下，结算只有几帧；优化后维持在25帧以上。锁60帧的情况下，优化前这几个卡顿点会降到45帧一下，优化后维持在45帧以上。
游戏内drawcall峰值修改前可达200以上，优化后为降低到100以下。
四、优化标准
根据游戏的优化效果对比情况，结合WETEST的推荐标准，给出了以下优化后的标准供参考。
PSS
在安卓系统中一般使用PSS内存衡量每个进程内存的实际使用大小，当PSS内存峰值过高时容易引发Crash。因为同一款游戏在不同品牌的手机上内存占用差距极大，建议使用腾讯TDR标准推荐的机型进行测试。根据WETEST的推荐标准，要求高配机型PSS内存峰值必须低于650MB，中配机型低于550MB，低配机型低于450MB。
CPU
当游戏占用CPU过高时，游戏可能会出现运行缓慢、卡顿、闪退等现象，严重影响玩家的游戏体验。 游戏在测试中主要关注核心游戏场景的CPU占用情况，根据WETEST推荐标准，要求CPU占用均值不超过30%。
FPS
FPS对游戏来说意味着用户可感知到的游戏流畅度，游戏着重关注游戏在默认配置下，核心游戏场景的帧数（fps）连续性。根据游戏优化前后效果对比数据，要求锁30帧的情况下，游戏的帧数不低于25帧。锁60帧的情况下，游戏帧数不低于50帧。
DrawCall
每次引擎准备数据并通知GPU的过程称为一次Draw Call，NVIDIA 在 GDC 曾提出，25K batchs/sec 会吃满1GHz的CPU 100% 的使用率。所以他们推出了一条公式，来预估游戏中大概可以 Run 多少个 Batch：
按照这个公式，按低配机的标准，可以得出DrawCall的理论标准上限。目标30帧，使用1.2GHz的CPU，20%的工作量发给DrawCall来使用（这里20%的渲染百分比是推荐值），可以根据上面的公式，200 Batchs/Frame = 25K*1.2*(0.2/30)。目标60帧，100 Batchs/Frame = 25K*1.2*(0.2/60)。
根据以上公式，在实际应用中，游戏的DrawCall峰值只要满足小于低配机的理论上限，就一定能够满足中高配手机的理论上限。因此，要求锁30帧的情况下，游戏DrawCall峰值低于200，锁60帧的情况下，游戏的DrawCall峰值低于100（由于这个是理论值，而且这里的20%的渲染百分比也是推荐值，所以在FPS满足标准的情况下，这个值适当高于标准也是可以接受的）。
五、关于锁30帧和60帧的问题
从项目的实践中发现，直观感受上进行对比，游戏锁60帧弹窗动画的流畅度是明显强于30帧的。但权衡考虑，为了照顾低端机型和发热的问题，30帧下的优化也是要做的，以下内容给出了30帧与60帧的对比情况以供参考。
建议可以提供流畅模式和省电模式供用户选择30帧和60帧，从而更好的满足用户体验，但是这个内容我们游戏并未实施，无法判断需求的真伪。
DrawCall理论峰值
根据优化标准里的分析，拿1.2GHz GPU的低端机进行理论分析，锁30帧下的DrawCall理论峰值为200，那么锁60帧下的DrawCall理论峰值就是100。可以看出同一机型下，锁60帧对游戏的DrawCall峰值要求更为严格。
掉帧情况
锁60帧掉帧的幅度相对锁30帧会更大一些，不过一些锁30帧掉帧感觉卡顿的界面锁60帧下好很多，经过优化锁30帧下保持在25帧以上，锁60帧基本保持在50帧以上，游戏内可能差些，不过也保持在45帧以上。
流畅度情况
经游戏研发、游戏运营和发行运营的多方体验，在锁定30帧与锁定60帧两种情况下播放同一带抖动效果的弹窗动画，即便是30帧和60帧两种情况均未出现掉帧的现象，锁60帧在主观感受上流畅程度也要明显优于30帧。
此外，针对弹窗动画，我们游戏在使用backeaseout的动画曲线的前提下，分别做了以下四组对比实验，期望通过调整动画来提高30帧在视觉上的流畅程度：
1.“10%-100%放大“放大效果的30帧与60帧对比；
2.“60%-100%放大”放大效果的30帧与60帧对比；
3.“cocos studio内编辑动画”的弹窗动画实现方式的30帧与60帧对比；
4.”游戏代码内实现动画”的弹窗动画实现方式的30帧与60帧对比；
但最终发现，无论在哪一组对比试验中，在主观体验上锁60帧的流畅程度都要明显优于锁30帧。
耗电和发热
由于通过WETEST测试出的耗电量，三种机型，用30帧和60帧测试2000s以上均为4%左右，不是很准确，无法参考。因为我们游戏曾用小米M2SC低配机测试观察，发现4000s测试时长下，锁60帧耗电量为37%，比30帧的27%多耗电10%，发热也更严重。中高端机还未准确测试，需根据自己的情况进行调整
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