プロジェクト演習Ⅳ インタラクティブゲーム制作 プログラミング4 2011/11/8 マルチスレッドと 真・ストリーミング再生

今日の内容 マルチスレッドプログラム – 1つのプログラム内で2カ所以上 「同時に実行」できる程度の能力 – 重い処理で画面や入力受付を止めたくない 時や、設計次第では高速化にも寄与 音楽再生の改善 – ロード中に音が止まらなくなるよ！ – やったね！

マルチスレッドとは 1つのプログラムの中で複数の関数が 同時に(並列して)動かせる技術のこと – 今まで皆さんが書いていたプログラムは 「実行している箇所」は1カ所だけだった シングルスレッド マルチスレッドの導入により、メイン ループを回しつつ、他のスレッドで重い 処理をさせることができるようになる

例えば // いつものメインループ while(true) { // 画面描画や入力受付 update(); // BGM再生 play(); // この中で重たいロードが発生 loadHeavy(); // ここで数秒間処理が止まると当然update()側に処理が渡らない！ // 当然play()も呼ばれないので曲再生が止まる }

何故音楽が止まるのか？ OpenALでは「キュー バッファ」と呼ばれ る方式によってスト リーミング再生して いる play()の中で更新を しているので、長時 間play()が呼ばれな いとバッファを使い 切って止まる 数秒分の 波形データ 数秒分の 波形データ 再生時間再生時間

こんなことが出来るようになる！ // こっちはメインループ while(true) { // 画面描画や入力受付 update(); // BGM再生 if(再生開始?) playStart(); // 後は投げっぱなしでおｋ // この中で重たいロードが発生 if(読み込む?) loadStart(); if(読み込み中?) { 今何%くらいかを取得; 画面に表示して待たせる; } // 別スレッドを作成 void playMain() { while(true) { play(); if( ほげほげ )break; } // それとは別に作ってもいい void loadMain() { loadHeavy(); }

メリット・デメリット 重い処理をメイン ループから外して処 理の高速化、効率化 が見込める – バックグラウンド読み 込み、ローディングの 進捗表示、ネットワー ク処理、BGMのスト リーミング再生など夢 は広がるばかり データのアクセスに 制約が付く バグった時の対応難 度が跳ね上がる 苦労して別スレッド にしてもその割には リターンが少ない、 あるいは悪化するこ ともある

今回のサンプルは Windows限定コード boostというライブラリを使うと、 機種依存せずにスレッド処理が可能 ただし、ライブラリのサイズが膨大かつ、 コンパイル速度が低下するなどの影響も boostはおすすめしたいのですが、 今回は学習の利便性をとって Windowsネイティブの実装にしました

使い方 Javaライクにしてあります – ThreadBaseクラスを継承して MyThreadクラスを作る – main()をオーバーライドして、 別スレッドで行う処理を実装する – MyThreadオブジェクトを作り、 start()をコール main()を直接コールしてはだめ – 止める時はend()をコール

別スレッドで操作している データの参照 必ず受け渡し用のメンバ関数を作る そのメンバ関数内でlock()～unlock()を忘 れずにコールする – lock()して – 返値用の変数にデータをコピーしたりして – unlock()する これを怠ると、データの読み書きが かちあってSUGOIことになる

コンストラクタとデストラクタを 使ったテクニック lock()~unlock()で わざわざ関数全体を 囲うのが面倒 あるスコープに入っ た時と出た時に行う 処理を楽に書きたい じゃあ→こんなん どうでしょう？ class fkut_CriticalSection { public: fkut_CriticalSection(void) { fkut_ThreadBase::lock(); }; ~fkut_CriticalSection() { fkut_ThreadBase::unlock(); }; // このクラスの変数をスコープ内に 宣言するだけでおｋになる // 型名が長いのが嫌なら typedef を typedef fkut_CriticalSection fkut_CS

Segaの偉い人曰く… プログラムは基本シングルスレッドで書 くモノである マルチスレッドプログラムで起きる挙動 は人間の理解を超えている 本当にどうしても必要な場合に、最低限 の利用に留めることをおすすめする だ、そうです

アドバイス よく分からなかった ら使わなくてもいい 無理して使ってもド ツボにはまるだけな ので これが出来ないと作 れない「遊び」とい うのは存在しない – スマートにはなるけど 使いどころは – BGM 再生用に 1 本 – データロード用に 1 本 データロードしつつ ゲーム本体を動かすの は厳禁 進捗表示や待機アニメ 程度にする ぐらいにしておこう