那些年，我在游戏开发中改过的bug：坑爹的Vista与中间件

GameRes游资网授权发布 文 / 顾煜

继续说那些奇葩的Bug。

靠不住的系统组件：Vista和Speech Recogition

我们游戏使用了语音识别，使用了DirectX里面的XAudio来采集声音。Windows Vista里面有一个语音识别的组件，启动那个程序，然后玩我们的游戏，玩了一段时间，因为没有使用麦克风，那个程序会自动关闭使用麦克风，然后我们的游戏就Crash了。又是一个跨进程的奇葩Bug。

从现场来看，Crash在使用XAudio的库代码里面。看不出什么线索，最后发现在日志里面，Crash前一会儿，XAudio的dll被Unload掉了。Vista那个语音组件很强悍，也会跨进程追杀大法，在自己进程把我的进程dll给Unload掉了。

虽然遇事先要怀疑自己的代码有问题，但这个情况太匪夷所思，所以我试图推卸责任，我跑了几个其他DirectX程序和Demo，但凡用到XAudio组件的，在Vista Speech Recognition这一大招前无一幸免，全部Crash。

问题不在我们这里，但是作为一个职业杀虫人，我有着“只解沙场为国死,何须bug裹尸还”的觉悟，决定还是要想办法搞定它。

我猜这个组件退出的时候，广播了点什么消息，让系统所有进程去卸载这个Dll。我找了一个微软提供的库Detours Express，专做Hook API的勾当。它会反汇编API的入口代码，然后动态替换入口，插入jmp指令去执行我们自己的函数。先看了文档，搞懂这个东西怎么用，然后猜测是一个OS内部的消息导致Unload DLL，我们就拦截了RegisterWindowMessage。一通翻箱倒柜，啥有意义的东西都没发现。

再用spy++来拦截消息，发现有一个MSUIM.msg.rpcsendreceive的消息面目狰狞，很可疑。就在收到这个消息以后，Dll就被Unload了。于是我们用Detours截住这个消息，直接返回。

以为搞定了，但结果还是不行，有几条别的消息也会触发Unload Dll，我一一用Detours拦截返回。拦截的消息越来越多，看来不是个解决办法。于是我怀疑我们没有拦截到正确的消息，怀疑OS启动的时候便注册了一堆内部用的消息，而不是在运行进程的时候才注册。那些消息里肯定有我想要的，我便异想天开地Hook了User32.dll，拦截下所有消息，在安全模式下把修改过的user32.dll覆盖原来的文件，然后满怀希望的重启动Vista的时候。结果不出所料的蓝屏了...User32.dll是凡人能随便碰的吗？这不是一个User friendly的库，应该改名叫God32.dll。

这个bug搞了1周，最后才想到最基本的道理，说不定只是Dll内部引用计数被清掉了，所以系统就卸掉Dll了。当Vista语音组件Unload XAudio的时候，系统去看看XAudio库有没有什么别人引用，结果发现居然没有，那就顺手清理了。就像地上有100块钱，你东张西望，发现没有人宣布拥有那张钱，没有一点点犹豫，你随手就把它放进了裤兜，进行了回收。嗯，就是这样的，我喜欢比喻这种修辞手法。

理论上创建XAudio设备的时候没有做什么额外的加Dll引用计数的事情，怀疑是MS的bug，创建D3D设备、DInput设备的时候都不需要做什么特别的事情的，但他们的引用计数都没有问题。

于是我恶搞了一下，在初始化XAudio完成以后，手动做了一次LoadLibrary，把XAudio2_1.dll强行Load一遍，相当于自行增加了引用计数。于是再无Crash。

从此我们的游戏，在Vista 32上过上了幸福的生活。

可得结论：Vista靠不住


性能的迷思

临近最终版本发布的时候，测试人员发现一个问题，当在Vista上连续打游戏过7关以后，游戏帧数一下子变成原来一半了。大家觉得很诡异，都不相信，之前整天玩游戏都没问题的，于是责令测试人员再重现几次，否则拖出去刨坑埋了。我也没当回事，继续调试别的bug。结果他们测了几遍都是这种情况，看来我必须花点力气看看了。

先编译了一个Profile版本，有大量的Profile代码，可以用我们自己做的工具看Profile结果。跑游戏，一个小时后顺利重现之，按下快捷键，截下一段性能分析数据，打开工具就开始分析。显示结果是在某个线程的声音处理函数里面特别慢，占了20多ms，找来做声音的程序员，让他也去帮忙看。自己继续研究，发现那个声音函数简单，估计最多1-2ms了，绝对不会有问题的。

于是开始怀疑多线程的问题，之前有过类似bug，在加载关卡的最后一小段时间，音乐和语音会很卡，音频程序员查不出原因。后来我发现声音线程根本分配不出内存，声音线程的内存分配器和主线程共享，通过Critical Section保护着。声音线程进不了Critical Section，因为主线程那时忙于加载，正在疯狂地分配内存，导致声音线程被无法分配所需资源。我又不能调低主线程的优先级，否则加载速度会受到很大影响。最后解决方案是为声音线程单独开了一个内存分配器，不和主线程抢了。会不会是这个分配器有问题呢？我验证了很久，把那个声音线程的内存分配器换成绝无性能问题的版本，还是有问题，估计不是内存分配的问题。

也许是那个很慢的声音处理函数里面有些资源被别的线程占了，导致在那里傻等，最后耽误了系统所有线程的同步，使帧数下降。有了想法我就开始验证，我在那里的每个多线程同步操作里都加上了Profile代码，继续花了一个小时重现bug，并检查Profile结果，发现那个线程就是慢，没什么特别原因，每个Critical Section都很快就过去了，也就是说，没有哪一个部分特别慢，是整个函数被均匀地拖慢了。

忙了几天，死去活来，找不到线索。领导决定游戏还是照样发布，我继续看这个问题，准备在Patch里面修正这个bug。

在一次次重现中，又简化了重现方法，我发现只需要顺序进入那几关，不需要把每一关都打过去的，所以我用作弊码直接完成每一关，重现一次 bug的时间缩短到10分钟以内了。

看来自己的工具是搞不定这个问题了，请出Intel Vtune来收拾它。公司比较抠门，不肯买Vtune，只好申请了评估版，一个月试用期，应该够搞定这个问题了。用Vtune Profile了几次，每次拖慢的函数都不一定，而且里面真没什么特别的地方。

又郁闷了两天，某天看着Vtune里面红红绿绿的代表线程忙碌状态的条条，突然发现有一个线程条全是密密麻麻的红条，其他线程的红蓝条相对稀疏一点。开始猜想，是不是有某个线程太忙了，导致抢了所有的时间片，让其他线程都没机会拿到时间片。有了理论依据，大胆求证一番，重现一次bug，帧数很低了以后，断下游戏，把系统里面的n个线程用二分法，Freeze一半，再运行，看帧数，然后恢复一半线程再跑，来回几次，终于发现当某一个线程恢复以后帧数就很低了，其他线程开关都没关系。关掉那个线程游戏马上全速欢快跑开了。再恢复运行那个线程，又是老样子。

找到了嫌疑目标后，我全力追查这个线程是如何创建的。先在所有创建线程的地方加上日志，输出线程 id，重现bug后找出那个问题线程，然后对照线程 id的日志，试图找出这个线程创建的地方。结果很杯具，那个线程根本就不是我们自己程序创建的。也就是说，OS偷偷帮我们创了一个线程。这个就比较难查了，线程创建的时候我又没法设断点，也不知道系统内部用什么函数去创建线程，无法用Detour去Hook API。

转机出现在Intel的Thread Profiler，照例又是一个月评估版。Thread Profiler可以显示出创建这个Thread的Callstack，虽然不是特别准确，不过已经是很有用的信息了。我发现那个线程创建的时候Callstack里面有Winhttp之类的函数。

继续转移战场，看Msdn上介绍的Winhttp系列函数，然后搜索整个项目里面所有用到Winhttp系列函数的地方。应该是我们调用Winhttp的时候方法不正确吧，我猜。好在项目里面用的Winhttp系列函数也不多，每个地方读一遍代码，似乎都没问题。继续想，会不会是中间件的问题，我们用了一个其他分公司开发的网络组件，那个组件没有包含在项目里面，只是弄了个lib过来。我连忙找到那个组件的源码，一搜Winhttp又一大堆，一个个看，也都貌似正确。

既然是连续玩n关才出问题，可能和什么资源泄露有关吧？我恍然大悟，注意看Winhttp 句柄的生命周期，发现那个中间件，在Xbox360版本上正常释放了句柄，可是Win32上就没有...没什么好说的，WinHttpCloseHandle伺候，问题迎刃而解。修正这个bug耗时2周，一路杀到声音、内存管理、网络模块，中间还顺手修复了无数其他bug，最后终于将其正法，改动只是一行而已。

可得结论：中间件靠不住。

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