【Unity】WebGL上でAllocateがどのぐらい負荷になるのかを計測した

はじめに

Profireでよく見かけるGC.Alloc

GCのヒープ領域を確保していることをしてしていて、このヒープ領域がいっぱいになるとC#のGCが発動する
このGCは、メインスレッド上で行われ、他の処理を止めてしまうことでパフォーマンスへ影響を与える

WebGLでは非常に限られたヒープ領域でやりくりするため、このGCによるパフォーマンス低下が顕著に現れる
そこで今回は、Allocateによってどのぐらいパフォーマンスへ影響が出るか計測してみる

実験内容

以下のようなスクリプトを用意し、フレームあたりどのぐらいAllocateするかをUIから設定できるようにする

FpsMesure.cs

FpsMesure.cs

using TMPro;
using UnityEngine;

public class FpsMesurere : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private TMP_Text fps1FrameText;
    [SerializeField] private TMP_Text fps1SecondText;
    [SerializeField] private TMP_Text fps5SecondText;

    private int frameCount1Sec;
    private int frameCount5Sec;
    private float elapsedTime1Sec;
    private float elapsedTime5Sec;
    private float fps1Sec;
    private float fps5Sec;

    void Update()
    {
        var deltaTime = Time.deltaTime;

        // 1フレームのFPS
        var fps1Frame = 1.0f / deltaTime;
        fps1FrameText.text = $"1Frame FPS: {fps1Frame:F1} FPS";

        // 1秒平均
        frameCount1Sec++;
        elapsedTime1Sec += deltaTime;
        if (elapsedTime1Sec >= 1.0f)
        {
            fps1Sec = frameCount1Sec / elapsedTime1Sec;
            frameCount1Sec = 0;
            elapsedTime1Sec = 0f;
        }
        fps1SecondText.text = $"1Sec Average FPS: {fps1Sec:F1} FPS";

        // 5秒平均
        frameCount5Sec++;
        elapsedTime5Sec += deltaTime;
        if (elapsedTime5Sec >= 5.0f)
        {
            fps5Sec = frameCount5Sec / elapsedTime5Sec;
            frameCount5Sec = 0;
            elapsedTime5Sec = 0f;
        }
        fps5SecondText.text = $"5Sec Average FPS: {fps5Sec:F1} FPS";
    }
}

Allocator

Allocator.cs

using TMPro;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;

public class Allocator : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] TMP_Text perFrameAllocateNumText;

    [SerializeField] Button PerFrame0AllocateBtn;
    [SerializeField] Button PerFrame100AllocateBtn;
    [SerializeField] Button PerFrame1000AllocateBtn;
    [SerializeField] Button PerFrame10000AllocateBtn;
    [SerializeField] Button PerFrame30000AllocateBtn;
    [SerializeField] Button PerFrame50000AllocateBtn;

    int perFrameAllocateNum = 0;

    void Start()
    {
        PerFrame0AllocateBtn.onClick.AddListener(() => SetAllocateNum(0));
        PerFrame100AllocateBtn.onClick.AddListener(() => SetAllocateNum(100));
        PerFrame1000AllocateBtn.onClick.AddListener(() => SetAllocateNum(1000));
        PerFrame10000AllocateBtn.onClick.AddListener(() => SetAllocateNum(10000));
        PerFrame30000AllocateBtn.onClick.AddListener(() => SetAllocateNum(30000));
        PerFrame50000AllocateBtn.onClick.AddListener(() => SetAllocateNum(50000));

        UpdateText();
    }

    void SetAllocateNum(int num)
    {
        perFrameAllocateNum = num;
        UpdateText();
    }

    void UpdateText()
    {
        perFrameAllocateNumText.text = $"Allocate/frame: {perFrameAllocateNum}";
    }

    void Update()
    {
        for (int i = 0; i < perFrameAllocateNum; i++)
        {
            Allocate();
        }
    }

    void Allocate()
    {
        // 1KBのバイト配列をアロケート（GCに負荷をかける）
        byte[] data = new byte[1024];
    }
}

これをWebGLでBuild and Runして計測を行う

環境

Unity 6000.3.0.f1
MacBook Pro(Apple M3 Pro, 18GB)
Google Chrome(142.0.7444.176)

Target Frame Time 60FPS

計測結果

Allocate数を変更後、30秒後の5Sec FPSの値を計測結果とした

Allocate / frame	FPS
0	60.0
100	60.0
1000	60.0
10000	42.1
30000	22.7
50000	15.1

• 1000Allocate/Frame程度であればパフォーマンスへ影響がない
• 10000Allocate/Frameを超えたところからパフォーマンスへ影響がある
• 50000Allocate/Frameを超えるとほぼプレイ不可

終わりに

new()や、一時配列、ToString()など、よく使うメソッドの中にAllocateが潜んでいる
これからは意識的にAllocate数(量)を減らしていきたい