OSG原创教程：最长的一帧（29）

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当前位置：osg/ OperationThread.cpp第382行，osg:: OperationThread::run ()
首先要注意的是，当我们使用GraphicsContext::createGraphicsThread创建线程时，得到的是一个osg::GraphicsThread线程对象；而使用Camera::createCameraThread创建线程时，得到的是osg::OperationThread对象，它是GraphicsThread的父类。

这一微小的区别使得这两类线程之间不会存在太大的差异。事实上，图形设备所用的GraphicsThread线程只是在每次运行时（即GraphicsThread::run函数）保证设备的渲染上下文RC设置正确，即，在恰当的时机使用GraphicsContext::makeCurrent和releaseContext函数操作RC设备，并在RC设备正确关联之后执行OperationThread::run函数。

那么我们现在就来看一下OperationThread线程的执行内容，它事实上也是GC线程和摄像机线程在启动以后要反复完成的工作。流程如下：

1、取得任务队列（OperationQueue），注意这里要使用Mutex互斥锁，避免用户追加任务时与线程的执行产生冲突。

2、获取任务队列中的一个任务（OperationQueue::getNextOperation）。这个函数看似简单，只要从std::list列表中取出一个osg:: Operation对象就可以了。但是其中还是有诸多的注意事项：

首先，如果任务列表是空的，渲染线程将选择暂时阻塞自己（使用block函数），直到有新的Operation操作加入到队列中为止。

其次，我们有一个任务列表迭代器_currentOperationIterator，如果这个迭代器已经到达列表的末尾，则自动将其转至列表首部，这样就可以在线程中循环执行任务列表中的内容。
如果迭代器取得了一个Operation操作任务，那么我们需要判断这个任务是否将被反复执行，即，迭代器转至任务列表首部之后，是否还可以取得这个任务。判断所用的函数是Operation::getKeep，这个函数返回true时，任务将允许反复执行（例如场景筛选和绘制的任务），否则任务将被随即从列表中移除，我们也不会再取得这个Operation对象（除非再次将其加入列表）。

3、现在我们得到了一个Operation对象，那么“悬疑列表”中的问题也就迎刃而解了：Operation对象在线程中的应用时机就在此处了。线程运行中将执行Operation:: operator()操作，并将当前的GC设备或者摄像机作为传入参数传入。

那么下面我们将关注这样一个问题：到底有哪些操作会被传入渲染线程的任务列表呢？这些传入的Operation操作又分别起到什么作用呢？

当前位置：osgViewer/ViewerBase.cpp第361行，osgViewer::ViewerBase::startThreading()
向任务列表传入新的Operation任务的函数为OperationThread::add，如果需要的话，我们也可以向GC线程或者摄像机线程传递自己定义的任务，只是对于并不熟悉线程编程的开发者而言，这一操作极具危险性。

在第十三日我们曾提到过DatabasePager::CompileOperation这个操作任务，它是在数据分页线程的执行过程中，从DatabaseThread::run传递给对应的GC线程的。而它的执行函数operator()的内容也很简单：无非是执行DatabasePager::compileAllGLObjects函数，对当前GC设备中待编译的对象执行预编译（使用compileGLObjects函数），第十八日中曾对这一过程作出过介绍，此处不再重复。

注意这个CompileOperation的getKeep属性为false，因此执行完一次之后，它将被剔除出GC线程的任务列表。

除此之外，GC线程的主要工作任务设置都是在startThreading这个函数中完成的。而这个startThreading将在Viewer::realize函数中执行，因此我们尽量不要在执行realize之后再作多余的工作，因为此时渲染线程已经启动了。

在startThread函数中，根据线程模型的不同，以下几种任务对象将可能被添加到GC线程或者摄像机线程中：

osg::BarrierOperation：事实上也就是前文中反复提到的启动栅栏_startRenderingBarrier和结束栅栏_endRenderingDispatchBarrier，它们同时也可以作为任务对象被添加到线程中，这就使得线程的同步控制变得十分方便：只要任务队列执行到启动栅栏或者结束栅栏，就自动使用block阻塞线程，直到栅栏被冲开（也就是全部线程都被阻塞的那一刻），才会继续执行后面的任务。

osg::RunOperations：这个任务将负责执行GraphicsContext::runOperations函数，而就像我们在第十七日中介绍的那样，runOperations函数将通过执行渲染器的Renderer:: operator()操作，完成场景的绘制（或者筛选加上绘制，Renderer::cull_draw）工作。

osg::SwapBuffersOperation：这个任务将负责执行双缓存交换的动作，以实现场景的平滑浏览，相关函数为GraphicsContext::swapBuffersImplementation。

osgViewer::Renderer：没错，渲染器本身也是可以作为一个任务存在的，它将根据相应的设置直接执行场景的绘制（Renderer::draw）或者筛选加绘制（Renderer::cull_draw）操作。

那么，这几种线程模型，在任务的添加和处理顺序上各自有什么要求呢？那么就从CullDrawThreadPerContext开始：

CullDrawThreadPerContext模式的渲染开始栅栏和结束栅栏的强度都设为contexts()+1，即GC线程的数目加一。而任务列表中任务的顺序为：

• 1、_startRenderingBarrier任务（startThreading函数，380行）。由于getKeep()设置为true，这个任务不会从列表中删除。
• 2、osg::RunOperations任务（393行），它将同时负责场景的筛选和绘制（即最终执行Renderer::cull_draw函数）。该任务不会从列表中删除。
• 3、swapReadyBarrier任务（401行），它实质上是一个BarrierOperation栅栏对象，强度等于GC线程的数目。它的作用是在交换双缓存之前对所有GC线程执行一次同步。该任务不会从列表中删除。
• 4、swapOp任务（404行），它是一个SwapBuffersOperation对象，用于执行绘制后的双缓存交换操作。该任务不会从列表中删除。
• 5、_endRenderingDispatchBarrier任务（409行），显然这就是渲染结束栅栏的位置。该任务不会从列表中删除。
  

由此我们可以判断出，对于CullDrawThreadPerContext模式：它的渲染过程中将三次对各个GC线程进行同步，分别是场景筛选和绘制开始前，场景筛选和绘制完毕后，以及双缓存交换完毕后；其它时候则交由各个GC线程自由完成针对各个GC设备的场景渲染工作。

下面的示例图中，三个GC线程分别绘制到三个不同的图形设备，由于场景筛选所需时间以及渲染数据量等种种差异，三个线程完成筛选（CULL）和绘制（DRAW）的时间都不相同，但是CullDrawThreadPerContext将保证它们在运行时的同步性。
附图1

图中三个用于同步线程的栅栏，依次分别是_startRenderingBarrier，swapReadyBarrier和_endRenderingDispatchBarrier（从左至右）。

下一日我们将接着分析另外两种线程模型的任务列表及其执行流程。

解读成果：
OperationThread，CullDrawThreadPerContext模式。

悬疑列表：
无。

[ 本帖最后由 array 于 2008-9-24 13:52 编辑 ]

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