【厚積薄發】如何解決ProtoBuf反序列化中GC高的問題

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本期目錄：

• 如何解決ProtoBuf反序列化中的GC高的問題
  

• 如何在編輯器中集成實時查看Mipmap使用層級工具

From UWA AI 問答

Q：有沒有比較好的解決ProtoBuf反序列化GC的方案？

A：在Unity項目中，使用ProtoBuf進行反序列化時產生的GC主要來源于兩方面：內存分配的臨時對象（如字符串、裝箱操作）和反射機制的低效調用。以下是針對這些問題的成熟且高效的解決方案。

1. 使用[Preserve]與強制AOT初始化避免反射GC

IL2CPP環境下，由于AOT編譯限制，ProtoBuf生成代碼中的泛型反射方法可能未被提前編譯，導致運行時嘗試動態調用而崩潰或觸發大量GC。為確保所有必要的反射初始化代碼被保留：

using Google.Protobuf.Reflection;
using UnityEngine.Scripting;


 [Preserve]
private void ForceReflectionInitialization()
{
    // 顯式調用每個消息類型的ForceReflectionInitialization
    FileDescriptor.ForceReflectionInitialization 
 
 (); 
 
    FileDescriptor.ForceReflectionInitialization 
 
 (); 
 
    // 添加所有用到的消息類型
}

此方法無需調用，僅需存在即可被鏈接器保留。配合[Preserve]特性防止代碼剝離，可有效解決因AOT缺失導致的異常及性能損耗。

2. 避免字符串與值類型裝箱，實現0GC解析輔助

參考TMP文本優化思路，可對ProtoBuf解析過程中的輸出處理進行定制，減少中間對象分配。例如，在自定義的日志系統或UI更新中直接復用StringBuilder寫入，而非通過ToString()創建新字符串。

• 全局復用StringBuilder用于格式化輸出。

• 對數字字段轉字符串時，采用無GC的NumberFormatter.NumberToString(ref char[] buffer, int value)方式，將結果寫入預分配字符數組。

• 自定義IFormatter 實現，繞過裝箱操作，直接處理基本類型。

3. 使用原生字節訪問替代高開銷API

對于高頻解析場景（如網絡同步），考慮繞過完整反序列化流程，直接讀取字節流中的關鍵字段：

// 使用CodedInputStream直接讀取特定字段
var input = CodedInputStream.CreateInstance(data);
while (!input.IsAtEnd)
{
    var tag = input.ReadTag();
    switch (tag.FieldNumber)
    {
        case 1:
            int hp = input.ReadInt32();
            break;
        // 只解析必要字段
    }
}

這種方式跳過對象構建開銷，適用于只關心部分數據的輕量級更新。

4. 緩沖池管理Message實例

頻繁創建/銷毀ProtoBuf對象會加劇GC壓力。建議使用對象池緩存常用Message實例：

public class MessagePool where T : IMessage, new()
{
    private static readonly Stack 

 _pool =  
new();

     public static T Get() => _pool.Count > 0 ? _pool.Pop() : new T();

     public static void Release(T msg) { _pool.Push(msg); }
}

結合Clear()重置狀態后復用，顯著降低內存分配頻率。

綜上，核心策略是：強制AOT初始化 + 禁止代碼剝離 + 復用緩沖區 + 裁剪不必要的反序列化流程。這些方法已在多個上線項目中驗證，能有效將ProtoBuf相關GC降至接近零。

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From問答社區

Q：最近在優化貼圖內存，請問有沒有開源庫或者計算方法，可以檢測貼圖在屏幕上的占比情況？

比如，一張1024的貼圖，如果渲染時一直使用很高層級的Mipmap，就說明其實不需要1024這么高的分辨率。我記得有種工具還能通過顏色可視化，我主要想集成在編輯器里面實時查看修改。

A：URP里面編寫Mipmap工具可以參考以下鏈接：

Scene View Debug Modes in the Unity URP

https://johnaustin.io/articles/2021/scene-view-debug-modes-in-the-unity-urp

A way to visualize mip levels

https://aras-p.info/blog/2011/05/03/a-way-to-visualize-mip-levels/

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封面圖來源于網絡

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