任务系统

原理

官方：Tasks System 改进自 UE 原有的作业管理器 TaskGraph，两者使用同一个后端（调度器与工作线程）。主要功能：(1) 提供可调用对象来异步启动任务；(2) 等待任务完成或取得结果；(3) 指定前置任务 (prerequisites)；(4) 在任务内部启动嵌套任务，所有嵌套任务完成后父任务才算完成；(5) 构建任务链，即管道 (pipe)；(6) 用任务事件 (task event) 做同步和通知。（Tasks Systems in Unreal Engine）这是 多线程渲染与任务系统 中「任务图」思想在 UE 里的实现。

flowchart LR
  A["任务 A：加载数据"] --> C["任务 C：合并结果"]
  B["任务 B：计算"] --> C
  C --> D["任务 D：提交给游戏线程"]
  subgraph P["管道 Pipe：串行访问共享资源"]
    P1["写入 1"] --> P2["写入 2"]
  end

图中 A、B 是 C 的前置任务，C 等两者都完成后才开始；下方的管道中，任务按顺序一个接一个执行，从而无需加锁就能串行访问同一个资源。

用法要点

• 启动任务时要给一个调试名（用于定位是哪段代码启动的任务）和任务体。可以「发射后不管」，也可以通过优先级影响执行顺序（高优先级先执行）。启动即开始任务的生命周期并分配资源。（Tasks Systems in Unreal Engine）
• 少用阻塞等待：Wait 和 GetResult() 会阻塞调用线程，直到任务完成；官方建议「通过定义任务之间的依赖关系来构建任务图，并设计基于任务的异步 API」。依赖的主要好处是不阻塞工作线程。（Tasks Systems in Unreal Engine）
• 管道代替互斥锁：传统做法是对共享资源加锁，线程会被阻塞，资源争用时性能代价很大。管道是一串依次执行（不并发）的任务；官方设计意图是每个共享资源一个管道，对它的所有访问都通过该管道启动的任务进行。（Tasks Systems in Unreal Engine）

坑：忙等待与超额订阅

5.5 起废弃忙等待 (busy-waiting)。以前忙等待会在等待时执行别的任务，但它可能挑到一个反过来依赖当前等待任务的任务，在同一个调用栈上形成无法解开的循环依赖，经常导致死锁；挑到长任务时会卡顿，还容易栈溢出。5.5 改用超额订阅 (oversubscription)：等待时唤醒额外的线程，代价是多用一点内存。大多数等待函数已经内置了超额订阅作用域，程序员无需额外处理。这些额外线程称为 standby 线程，会在 Unreal Insights 中显示。（Tasks Systems in Unreal Engine，Insights 见 UE5 性能分析）

与 GEA 的对照（卷 I 第 4 章）

• 管道 vs 锁：官方说互斥锁会阻塞线程、争用时代价大，建议用管道串行访问共享资源。GEA 给出了底层原因：内核同步原语每次都要内核调用，上下文切换可超过 1000 个时钟周期（线程同步原语），并主张尽量减少争用和锁的使用（基于锁的并发问题）。管道其实就是 GEA 所说「把操作串行化」的一种任务级实现。
• 忙等待死锁：官方描述的「等待时执行别的任务，却挑到反过来依赖当前任务的任务」正是 GEA 的 Coffman「循环等待」条件。GEA 4.4.7 提到可以用纤程实现协作式的任务系统，并警告纤程里不能调用阻塞的系统调用；UE 5.5 选择的是另一条路——唤醒额外线程（超额订阅）（进程、线程与纤程）。两者都是为了在「等待」时不让工作线程空转或死锁，做法不同，本页不判断优劣。