Через тернии к звездам. Оптимизация кода.

Эта статья посвящена оптимизации ActionScript3 на примере создания эффекта «полета сквозь звезды»(на подобии старого скринсейвера Windows). Мне этот эффект необходим был для игры. Эффект должен был служить фоном и поэтому требовалось чтобы он был как можно менее ресурсоемким.
Я не изобретаю никакие новые приемы оптимизации, я лишь приведу пример их применения на практике. Для начала я поискал в интернете готовые решения и наткнулся на решение, которое визуально меня устраивало: http://www.lemlinh.com/flash-source-starfield-generator/. Открыв код мы обнаружим, что эти Звездочки — это MovieClip'ы (крик ужаса за кадром). Каждый флеш-разработчик понимает, что кроме отображения «точки» на каждую «Звездочку-MovieClip» вешается куча свойств и методов класса MovieClip. И чем больше звезд — тем хуже. Я ничего не хочу сказать об авторе — просто нам требуется другое.

Ясно, что в такой ситуации прийдется сделать все самому и с нуля. Ничего гениального в нашей реализации нет:

1. создать массив точек stars:Array
2. в каждом кадре:

• … просчитать новое положение каждой точке по суперсложной математической формуле (умножение).
• … нарисовать каждую точку на экране.

Сразу оговорюсь, я использую собственный метод получения случайного значения в классе Tools.Utils.as:

public static function rand(lowValue:Number, hightValue:Number, round:Number = 1):Number{
        return lowValue + Math.floor(Math.random() * (hightValue-lowValue)*round)/round;
}

Реализуем наш нехитрый алгоритм и получаем класс StarFieldBad.as. Код нам не важен. Но именно такой код я написал бы до того, как начал закомиться с методами оптимизации когда.

Звезд у нас будет меньше чем на небе, создадим их всего 2000 (реально их хватит 100-200, но нам для теста нужно побольше):

background = new StarFieldBad(_game.STAGE.stageWidth, _game.STAGE.stageHeight, 2000);
addChild(background);

Выполнение инициализации не является критическим параметром, т.к. создание объекта делается не часто. Но все же среднее время создания:7,42ms.

Критическим показателем в нашем случае является время выполнения кадра: 9,1095ms.

Вроде бы и подход не самый страшный, и звезды не создаются каждый раз, но на самом деле это все не верх совершенства. Итак, пойдем по порядку.

bitmapData.lock()

В коде не хватает использования метода lock() и unlock(). Добавляем их. (Подробнее «Работа с пикселами» на сайте Adobe.)
В итоге время выполнения стало: 8,9753ms. (Печально, маленький прирост)

Цикл FOR

...for (var i:int = 0; i < stars.length; i++) // Проходимся по всем звездам...

Цикл при каждом проходе обращается к объекту и его свойству. Заодно заменяем цикл for на цикл while:

var i:uint = starsCount;// Итератор звезд
while ( --i > -1)// Проходимся по всем звездам
...

Время выполнения: 7,5379ms. (Удивительно большой прирост)

По возможности избегайте использования оператора квадратной скобки

Например у нас внутри циклов происходят подобные операции:

stars[i].x += (stars[i].x - fieldWidth/2) * 0.01;
...

Заменяем оператор квадратные скобки на ссылку в локальной переменной (имеет смысл, если мы обращаемся к переменной много раз):

var star:Point;// Ссылка на мат. модель звезды
while ( --i > -1)// Проходимся по всем звездам
{
        star = stars[i];
        star.x += (star.x - halfWidth) * 0.01;
        ...

Время выполнения: 4.4279ms. (Невероятно большой прирост. Видимо, ещё сказывается большой объем массива)

По возможности используйте класс Vector вместо класса Array

Заменяем Array на Vector.<Point>. «В проигрыватель Flash Player 10 добавлен класс Vector, который обеспечивает более быстрый доступ для чтения и записи, чем класс Array.» (источник)

stars = new Vector.<Point>(starsCount, true);

Время выполнения: 3.0963ms.

Избавляем Flash от ненужных повторяющихся вычислений

Можно заранее просчтитать значения таких выражений как «fieldWidth / 2» на «halfWidth» или «fieldHeight+offset» на «fieldWidthWithOffset» и сохранить их в переменные, тем самым избавив флеш от ~20000 лишних операций деления и сложения(это в нашем примере) за кадр:

public function StarField(width:int, height:int, count:uint)
{
        fieldWidthWithOffset = fieldWidth = width;
        fieldHeightWithOffset = fieldHeight = height;
        
        fieldWidthWithOffset += offset;
        fieldHeightWithOffset += offset;

        halfWidth = fieldWidth / 2;
        halfHeight = fieldHeight / 2;
        ...

Время выполнения: 2.9642ms. (ну, большого прироста никто и не обещал)

Другие приемы оптимизации

Далее я опущу описание других методов, которые мало сказались на производительности (но это не значит, что нужно ими пренебрегать!):

• Определение переменных вне цикла.
• Встраивание кода для уменьшения числа вызовов функций в коде.

В итоге время выполнения скрипта было уменьшено с 9,7753ms до 2.9405ms. А это более чем в 3 раза! И время инициализации сократилось в 2 раза — с 7,42ms до 3,26ms.

Файл Tools.Utils.as.

Исходный файл StarFieldBad.as.

Итоговый файл StarField.as

Эти и подобные методы оптимизации следует научится использовать сразу, чтобы в последующем не пришлось проводить оптимизацию кода. Всем творческих успехов!

Пару ссылок по теме:

Оптимизация производительности для платформы Flash Platform

http://www.rozengain.com/blog/2007/05/01/some-actionscript-30-optimizations/

И конечно, Google