มีกรณีที่ globals / singletons มีประโยชน์ในการพัฒนาเกมหรือไม่? [ปิด]

ฉันรู้ว่าการมีตัวแปรส่วนกลางหรือคลาสเดี่ยวสร้างกรณีที่ยากต่อการทดสอบ / จัดการและฉันถูกจับในการใช้รูปแบบเหล่านั้นในรหัส แต่บ่อยครั้งที่คุณต้องจัดส่ง

มีกรณีที่ตัวแปรระดับโลกหรือซิงเกิลตันมีประโยชน์จริง ๆ ในการพัฒนาเกมหรือไม่?

สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์เสมอ ไม่ว่าจะเป็นทางออกที่สวยที่สุดหรือปลอดภัยที่สุดเป็นอีกเรื่องหนึ่ง แต่ฉันคิดว่าการพัฒนาเกมเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติในระดับหนึ่ง

รายการที่ไม่ครบถ้วน แต่แน่นอนไปที่:

จุดด้อย

• การจัดการอายุการใช้งาน Singletons และ globals อาจต้องการเริ่มต้นก่อนที่ระบบหลัก (เช่นฮีป) จะเริ่มต้นขึ้นอยู่กับวิธีที่คุณตั้งค่า หากคุณเคยต้องการที่จะฉีกพวกเขาลง (มีประโยชน์ถ้าคุณกำลังทำติดตามการรั่วไหลเป็นต้น) คุณจะต้องระมัดระวังเกี่ยวกับคำสั่งลบล้างหรือเริ่มได้รับในสิ่งที่ต้องการsingletons อินทผลัม (ดูความล้มเหลวในการเริ่มต้นคำสั่งคงที่ )
• การควบคุมการเข้าถึง การแสดงผลควรมีสิทธิ์เข้าถึงข้อมูลเกมในขณะที่การอัปเดตไม่ใช่แบบคงที่หรือไม่ นี่อาจยากกว่าในการบังคับใช้กับซิงเกิลตันและกลมกลืน
• รัฐ ดังที่ Kaj ชี้ให้เห็นมันเป็นการยากที่จะย่อยสลายและแปลง singletons ให้ทำงานได้ในโครงสร้างหน่วยความจำที่ไม่แชร์ นอกจากนี้ยังมีความเกี่ยวข้องด้านประสิทธิภาพที่เป็นไปได้สำหรับระบบNUMAประเภทอื่น(การเข้าถึงหน่วยความจำที่ไม่ใช่แบบโลคัล) Singletons มักจะเป็นตัวแทนของรัฐส่วนกลางและดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามของการแปลงที่ทำง่ายขึ้นโดยความบริสุทธิ์

ทั้งโปรหรือต่อต้าน

• เห็นพ้องด้วย ในสภาพแวดล้อมที่เกิดขึ้นพร้อมกันซิงเกิลตันอาจเป็นความเจ็บปวด (คุณต้องพิจารณาปัญหาการแข่งขันด้านข้อมูล / การกลับมาใหม่) หรือการให้พร (ง่ายต่อการรวมศูนย์และเหตุผลเกี่ยวกับการล็อคและการจัดการทรัพยากร) การใช้สิ่งต่าง ๆ อย่างชาญฉลาดเช่นที่จัดเก็บในตัวเครื่องสามารถลดปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้บ้าง แต่โดยทั่วไปไม่ใช่ปัญหาง่าย
• Codegen (ขึ้นอยู่กับคอมไพเลอร์สถาปัตยกรรมและอื่น ๆ ): สำหรับการใช้งานแบบซิงเกิลที่ไร้เดียงสาต่อการใช้งานครั้งแรกคุณอาจประเมินสาขาที่มีเงื่อนไขเพิ่มเติมสำหรับการเข้าถึงแต่ละครั้ง (ซึ่งสามารถเพิ่มขึ้น.) Globals หลายฟังก์ชั่นที่ใช้ในการอาจบวมสระว่ายน้ำที่แท้จริง วิธีการ "โครงสร้างของกลมทั้งหมด" อาจประหยัดพื้นที่ในสระตัวอักษร: รายการเดียวไปยังฐานของโครงสร้างและจากนั้นชดเชยการเข้ารหัสในคำแนะนำการโหลด ในที่สุดหากคุณหลีกเลี่ยง globals และ singletons ที่ค่าใช้จ่ายทั้งหมดโดยทั่วไปคุณต้องใช้หน่วยความจำเพิ่มเติมอย่างน้อย (การลงทะเบียน stack หรือ heap) เพื่อส่งผ่านพอยน์เตอร์การอ้างอิงหรือแม้แต่การคัดลอก

ข้อดี

• ความง่าย หากคุณรู้ว่าข้อเสียที่ระบุไว้ข้างต้นจะไม่ส่งผลกระทบต่อคุณมากนัก (เช่นคุณกำลังทำงานในสภาพแวดล้อมแบบเธรดเดียวสำหรับแพลตฟอร์มมือถือซีพียูตัวเดียว) คุณหลีกเลี่ยงสถาปัตยกรรมบางอย่าง (เช่นการโต้แย้งผ่าน) Singletons และ globals อาจเข้าใจได้ง่ายขึ้นสำหรับ coders ที่มีประสบการณ์น้อยกว่า (แม้ว่าอาจใช้งานได้ไม่ถูกต้อง)
• การจัดการอายุการใช้งาน (อีกครั้ง) หากคุณใช้ "struct of globals" หรือกลไกบางอย่างนอกเหนือจากคำขอสร้างครั้งแรกคุณสามารถควบคุมการอ่านและละเอียดได้อย่างง่ายดายผ่านลำดับการเริ่มต้นและการทำลาย คุณทำสิ่งนี้โดยอัตโนมัติในระดับหนึ่งหรือจัดการด้วยตนเอง (ต้องจัดการมันอาจจะเป็นมืออาชีพหรือแย้งขึ้นอยู่กับจำนวนของ globals / singletons และการพึ่งพาระหว่างกัน)

เราใช้ "โครงสร้างของซิงเกิลทั่วโลก" มากมายในเกมพกพาของเรา ชื่อพีซีและคอนโซลมักใช้น้อยกว่า เราจะเปลี่ยนไปสู่สถาปัตยกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์ / การส่งข้อความ ที่ได้รับการกล่าวชื่อ PC / คอนโซลยังคงมักจะใช้ TextureManager กลาง; เนื่องจากโดยปกติแล้วจะห่อทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันเดียว (หน่วยความจำพื้นผิว) สิ่งนี้เหมาะสมสำหรับเรา

หากคุณรักษา API ของคุณให้สะอาดอยู่เสมอมันอาจไม่ยากที่จะปรับโครงสร้างออกจาก (หรือเป็น!) รูปแบบซิงเกิลเมื่อคุณต้องการ ...

สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์มากโดยเฉพาะในช่วงการสร้างต้นแบบหรือการทดลองใช้ แต่โดยทั่วไปเราต้องการส่งผ่านการอ้างอิงสำหรับผู้จัดการเช่นโครงสร้างอย่างน้อยที่สุดคุณก็สามารถควบคุมได้ว่าพวกเขาเข้าถึงจากที่ใด ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับ globals และ singletons (ในความคิดของฉัน) คือพวกเขาไม่ได้เป็นมิตรกับผู้ใช้หลายเธรดและรหัสที่ใช้พวกเขานั้นยากต่อการย้ายพอร์ตไปยังหน่วยความจำที่ไม่แชร์เช่น SPU

ฉันจะบอกว่าการออกแบบเดี่ยวนั้นไม่ได้มีประโยชน์เลย ตัวแปรทั่วโลกมีประโยชน์แน่นอน แต่ฉันอยากเห็นพวกเขาซ่อนอยู่หลังอินเทอร์เฟซที่เขียนอย่างดีเพื่อที่คุณจะไม่ได้ตระหนักถึงการมีอยู่ของพวกเขา ด้วยซิงเกิลคุณจะต้องตระหนักถึงการมีอยู่ของพวกเขาอย่างแน่นอน

ฉันมักจะใช้ตัวแปรระดับโลกสำหรับสิ่งต่าง ๆ ที่จำเป็นต้องเข้าถึงได้ตลอดทั้งเครื่องยนต์ เครื่องมือประสิทธิภาพของฉันเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ดีที่ฉันใช้ทั่วเครื่องยนต์เพื่อโทร การโทรนั้นง่าย ProbeRegister (), ProbeHit () และ ProbeScoped () การเข้าถึงที่แท้จริงของพวกเขานั้นยุ่งยากเล็กน้อยและใช้ตัวแปรระดับโลกสำหรับบางสิ่ง

ปัญหาหลักที่เกิดขึ้นกับ globals และการใช้งานซิงเกิลตันที่ไม่ดีคือข้อผิดพลาดในการก่อสร้างและการสร้างโครงสร้างที่ไม่ชัดเจน

ดังนั้นหากคุณทำงานกับ primitives ที่ไม่มีปัญหาเหล่านี้หรือทราบปัญหาของตัวชี้อย่างมาก จากนั้นสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัย

ลูกโลกมีสถานที่เช่นเดียวกับ gotos และไม่ควรออกจากมือ แต่ควรใช้ด้วยความระมัดระวัง

มีคำอธิบายที่ดีในคู่มือสไตล์ Google C ++

Globals มีประโยชน์ในขณะที่สร้างต้นแบบระบบที่ต้องการสถานะระหว่างการเรียกฟังก์ชัน เมื่อคุณสร้างระบบได้แล้วให้ย้ายสถานะไปเป็นคลาสและทำให้ฟังก์ชันเป็นวิธีของคลาสนั้น

Singletons มีประโยชน์ในการทำให้เกิดปัญหากับตัวคุณเองและผู้อื่น ยิ่งคุณมีสถานะโกลบอลมากเท่าไหร่คุณจะมีปัญหามากขึ้นเกี่ยวกับความถูกต้องของรหัสการบำรุงรักษาความสามารถในการขยายความพร้อมกันและอื่น ๆ

ฉันมักจะแนะนำให้ใช้คอนเทนเนอร์ DI / IoC บางประเภทกับการจัดการอายุการใช้งานที่กำหนดเองแทน singletons (แม้ว่าคุณจะใช้ตัวจัดการอายุการใช้งาน "อินสแตนซ์เดียว") อย่างน้อยก็ง่ายที่จะสลับการใช้งานเพื่ออำนวยความสะดวกในการทดสอบ

หากคุณต้องการคุณสมบัติการประหยัดหน่วยความจำของซิงเกิลตันคุณอาจลองใช้รูปแบบการออกแบบฟลายเวท?

http://en.wikipedia.org/wiki/Flyweight_pattern

เท่าที่มีปัญหาหลายเธรดที่กล่าวถึงข้างต้นมันควรจะค่อนข้างง่ายด้วยความสุขุมในการใช้กลไกการล็อคสำหรับทรัพยากรที่อาจถูกแชร์ระหว่างเธรด http://en.wikipedia.org/wiki/Read/write_lock_pattern

Singletons เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการจัดเก็บสถานะที่ใช้ร่วมกันในแบบตัวอย่างต้น

พวกเขาไม่ใช่ bullet เงินและมาพร้อมกับปัญหาบางอย่าง แต่เป็นรูปแบบที่มีประโยชน์มากสำหรับ UI / ลอจิกบางอย่าง

ตัวอย่างเช่นใน iOS คุณใช้ singletons เพื่อรับ [UIApplication sharedApplication] ใน cocos2d คุณสามารถใช้มันเพื่อรับการอ้างอิงถึงวัตถุบางอย่างเช่น [CCNotifications sharedManager] และโดยส่วนตัวแล้วฉันมักจะเริ่มต้นด้วย [Game sharedGame] singleton ที่ฉันสามารถทำได้ สถานะร้านค้าที่แชร์ระหว่างองค์ประกอบที่แตกต่างกันมากมาย

ว้าวนี่น่าสนใจสำหรับฉันเพราะฉันไม่เคยมีปัญหากับรูปแบบซิงเกิล โปรเจ็กต์ปัจจุบันของฉันคือเอ็นจิ้นเกม C ++ สำหรับ Nintendo DS และฉันใช้เครื่องมือการเข้าถึงฮาร์ดแวร์มากมาย (เช่น VRAM Banks, Wifi, เอ็นจิ้นกราฟิกสองตัว) เป็นอินสแตนซ์เดี่ยวเพราะพวกมันตั้งใจจะห่อหุ้ม C ทั่วโลก ฟังก์ชั่นในห้องสมุดต้นแบบ

เฉพาะเมื่อคุณมีรายการที่มีตัวควบคุมเพียงตัวเดียว แต่ถูกจัดการโดยโมดูลหลายตัว

เช่นอินเทอร์เฟซเมาส์ หรืออินเตอร์เฟซจอยสติ๊ก หรือเครื่องเล่นเพลง หรือเครื่องเล่นเสียง หรือหน้าจอ หรือผู้จัดการไฟล์บันทึก

Globals เร็วกว่ามาก! ดังนั้นมันจะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชั่นที่ต้องการประสิทธิภาพเช่นเกม

Singletons เป็น IMO ระดับโลกที่ดีกว่าและเป็นเครื่องมือที่เหมาะสม

ใช้เท่าที่จำเป็น!