3. CPU优化

性能优化最主要的一部分工作是CPU，CPU性能优化好了，离目标就成功了一半。

3.1 缓存计算结果

缓存计算是空间换时间的经典应用，它适用于那些耗费大量CPU计算而计算结果无需每帧变化的逻辑。实现伪代码：

std::map<KeyType, ValueType> _cache;

ValueType Calculate(KeyType key)
{
    // 先尝试从缓存中获取结果，有就直接返回。
    if (_cache.count(key) > 0)
    {
        return _cache[key];
    }
    // 缓存不存在，执行真正的计算，并缓存计算结果。
    ValueType res = DoCalculation(key);
    _cache[key] = res;
    return res;
}

适用场景举例：

复杂数学计算。Sin/Cos/Pow/Sqrt等运算要花费一定计算量，如果是第一次计算，可以将结果缓存起来，下次遇到相同的计算，直接从缓存中取值。
物理模拟结果。物体的物理模拟过程耗费大量计算，但有些物体模拟完之后就处于静止状态，可以将它之前的模拟结果存下来，防止每帧更新计算。现代主流商业引擎都支持这种优化。
光照贴图。光照贴图是离线将场景的静态光影计算并缓存成贴图，渲染时只需要采样光照贴图的颜色，极大降低了光照计算复杂度。
搜索结果。例如场景节点搜索，场景节点一般采用树形结构，如果查找的节点很深，将显著增加遍历次数，此时很有必要将查找结果缓存起来。
逻辑模块复杂的计算。游戏的逻辑模块，涉及到复杂的计算都可尝试用缓存法降低CPU负担。

3.2 预处理

缓存法利用空间换时间的思想，会增加内存开销；而预处理是将时间转移的思想，它并不会增加内存消耗。将需要花费大量时间加载或运算的逻辑，在启动程序后/加载场景时/切换界面前/进入战斗前等时机预先计算或加载，避免渲染时因CPU负载过高出现帧率波动或卡顿现象。

3.3 限帧法

限帧法简单粗暴，但效果显著，是常见的一种优化手段。限制频率的对象可以是World.Update，物理模拟，粒子计算，角色AI处理，角色状态更新等等。限帧可以通过以下方法实现：

计数法。用一个变量记录更新次数，每累计到某个数才执行更新。

int _frameCounter = 0
void Update(float time)
{
    _frameCounter += 1;
　　// 更新频率降为每10帧一次。
　　if (_frameCounter % 10 == 0) 
　　{
　　　　DoUpdate();　　　　　　// 执行真正的更新
　　　　_frameCounter = 0;　　// 重置计数器
　　}
}