CD Code Digest Hub /GTA V · v2
全部文档集 GTA V82GTA V · v252CS:GO52DOOM 323Unity 626

线程模型、任务/依赖调度与渲染线程

57 分钟阅读 13 个章节 1 张图

本页回答三个问题：GTAV 运行时有哪些线程、各自的优先级与核心亲和如何确定；游戏如何使用 RAGE 的两套并行原语——sysTaskManager（按调度器分组的任务队列）与 sysDependency（带父子依赖的无锁工作图）；以及主线程与渲染线程如何以“双信号量 + 安全区”方式逐帧交接。drawlist 的数据结构与双缓冲细节由 ../11-rendering/drawlists-and-render-thread-handoff.md 负责，本页只描述交接协议；sysIpc* 线程/信号量原语本身见 ../02-rage-core/system-and-diagnostics.md。

背景与相关页面#

相关源码文件#

文件作用
src/dev_ng/game/system/ThreadPriorities.h游戏线程默认优先级常量
src/dev_ng/game/system/system.h/.cppeThreadId、默认任务调度器参数、CSystem::Init 中的线程配置
src/dev_ng/game/system/TaskScheduler.h/.cppCTaskScheduler（仅 Xenon 真正异步）
src/dev_ng/game/game/config.h/.cppCThreadSetup、CGameConfig::ThreadPriorityOverrideCb
src/dev_ng/rage/base/src/system/task.h、task_win32.cppsysTaskManager（PC/Durango/Orbis 实现）
src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency.h、dependency_config.h、dependencyscheduler.h/.cppsysDependency 与 sysDependencyScheduler
src/dev_ng/rage/base/src/system/threadtype.h、ipc.cpp线程类型位、线程创建与优先级覆盖回调
src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.h/.cppfwRenderThreadInterface（gRenderThreadInterface）：渲染线程主循环与同步
src/dev_ng/game/renderer/RenderThread.h、renderThread.cppCGtaRenderThreadGameInterface（安全区操作）与 CGtaOldLoadingScreen

1. 线程清单#

1.1 核心线程#

线程创建者优先级核心/亲和栈证据
主线程（update 线程）OS（Durango 为 “[RAGE] Main Game Thread”）由 gameconfig Update 项决定，缺省保持当前优先级主机缺省 GetCpuAffinityMask(1<<0)Durango 1 MBsrc/dev_ng/game/system/system.cpp:744-752、src/dev_ng/rage/base/src/system/applicationview_durango.winrt.cpp:256-257
渲染线程 “[RAGE] RenderThread”fwRenderThreadInterface::Init（在 CSystem::Init 中）PRIO_RENDER_THREAD = PRIO_BELOW_NORMALRENDER_THREAD_CORE = 3PC/PS4/XB1 512 KB；Xenon 128 KBsrc/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:308-309、src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.h:24-34、src/dev_ng/game/system/ThreadPriorities.h:8
子渲染线程 “Subrender:N” ×4（仅 PS4/XB1，MULTIPLE_RENDER_THREADS）dlDrawListMgr::ExecuteAndRemoveAll 首次调用时PRIO_IDLE不绑定（-1）–src/dev_ng/rage/base/src/grcore/effect_mrt_config.h:2-6、src/dev_ng/rage/framework/src/fwdrawlist/drawlistmgr.cpp:1455-1478
依赖工作线程 “[RAGE] Dependency N”sysDependencyScheduler::InitClass（CommonMain_Prologue）PRIO_HIGHEST主机 {1,2,3,5}；PC (i%5)+264 位优化构建 144 KB，非优化 300 KBsrc/dev_ng/rage/base/src/system/dependencyscheduler.cpp:143-170、src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency_config.h:16-44
任务调度器 “gtaSched:N”CSystem::Init → sysTaskManager::AddSchedulergameconfig systask，缺省 PRIO_ABOVE_NORMAL主机掩码 0x2|0x4|0x8|0x20（核 1/2/3/5）；PC 为 (1<<n)-10x10000（dev 0x18000），64 位翻倍src/dev_ng/game/system/system.cpp:716-738、src/dev_ng/game/system/system.h:21-22
形状测试调度器 “ShapeTestAsyncSched:N”WorldProbe::CShapeTestManager 初始化PRIO_SHAPETEST_ASYNC_THREAD = PRIO_ABOVE_NORMAL核 1/2/3/564 KB，scratch 32 KBsrc/dev_ng/game/physics/WorldProbe/shapetestmgr.cpp:100-107
“[GTA] ControlMgr Update Thread”CControlMgr::InitPRIO_HIGHEST核 232 KBsrc/dev_ng/game/system/ControlMgr.cpp:295-297
“North Audio Update”audNorthAudioEnginePRIO_AUDIO_THREAD = PRIO_HIGHEST核 5256 KBsrc/dev_ng/game/audio/northaudioengine.cpp:998、src/dev_ng/game/audio/northaudioengine.cpp:481
“RMPTFX Update”CPtFxManagerPRIO_PTFX_THREAD = PRIO_ABOVE_NORMAL核 156 KB（Orbis 128 KB）src/dev_ng/game/vfx/particles/PtFxManager.cpp:1350
“PathServerThread”CPathServerThreadPRIO_PATHSERVER_THREAD = PRIO_NORMALm_iProcessorIndexPATH_SERVER_THREAD_STACKSIZEsrc/dev_ng/game/pathserver/PathServerThread.cpp:347-362
流式读取线程pgStreamer::InitClass(cpuId, PRIO_STREAMER_THREAD)PRIO_NORMAL（gameconfig streamer 可覆盖）Xenon/Durango cpuId 1，其余 0–src/dev_ng/game/system/system.cpp:511-516、src/dev_ng/game/streaming/streamingdebug.cpp:6744
hang detect 线程CommonMain_Prologue（无调试器时）–––src/dev_ng/rage/base/src/system/main.cpp:1047-1056

ThreadPriorities.h 还定义了 PRIO_MOTION_TREE_THREAD（BELOW_NORMAL）、PRIO_NETWORK_ASSET_VERIFIER_THREAD（BELOW_NORMAL）、PRIO_GETSAVENAMES_THREAD（NORMAL）、PRIO_SHAPETEST_DISPATCHER_THREAD（PRIO_LOWEST-1）、PRIO_SYSTEM_INFO_THREAD、PRIO_NETWORK_HASHER_UTIL_THREAD，并注明“main thread = PRIO_NORMAL” src/dev_ng/game/system/ThreadPriorities.h:6-18。

1.2 其他按需线程（摘录）#

线程优先级证据
回放录制 ×4（Default/Ped/Vehicle/Game&Object）、Quantize、文件管理器、目录监视ABOVE_NORMAL / BELOW_NORMAL / LOWESTsrc/dev_ng/game/control/replay/ReplayInternal.cpp:1014-1018、src/dev_ng/game/control/replay/File/ReplayFileManager.cpp:2500-2508
存档块写入 “SaveBlockDataThread”、PC 档案保存 “SavePcProfileThread”BELOW_NORMALsrc/dev_ng/game/SaveLoad/SavegameBuffers/savegame_buffer.cpp:721、src/dev_ng/game/frontend/ProfileSettings.cpp:592
权益管理器 “CEM Thread”（PC）BELOW_NORMALsrc/dev_ng/game/system/EntitlementManager.cpp:111
网络资源哈希、CloudCache 写入、DLC 轮询BELOW_NORMAL / NORMAL / LOWESTsrc/dev_ng/game/network/General/NetworkHasherUtil.cpp:380、src/dev_ng/game/network/Cloud/CloudCache.cpp:340、src/dev_ng/game/scene/ExtraContent.cpp:1496-1501
用户音乐扫描（PC）、调试条 “System Info Thread”、Bugstar 断言上报–src/dev_ng/game/audio/userradiotrackmanager.cpp:965、src/dev_ng/game/debug/Bar.cpp:349、src/dev_ng/game/debug/BugstarIntegration.cpp:538

另有 Durango 的主应用线程（只泵 CoreWindow 事件，见 startup-and-app-fsm.md）与 PC 的焦点查询线程（GRCDEVICE.InitFocusQueryThread()，src/dev_ng/game/system/system.cpp:693）。

2. 线程身份与优先级配置#

2.1 线程类型位#

sysThreadType 用位标识线程角色：THREAD_TYPE_UPDATE(BIT0)、THREAD_TYPE_RENDER(BIT1)、THREAD_TYPE_PROCESS_MAIN(BIT2)、THREAD_TYPE_DEPENDENCY(BIT3)，用户类型从 BIT4 起 src/dev_ng/rage/base/src/system/threadtype.h:17-22。游戏在 eThreadId 中追加 SYS_THREAD_AUDIO/PATHSERVER/PARTICLES/POSTSCAN，“用位标志是因为一个线程可能同时是主线程与渲染线程” src/dev_ng/game/system/system.h:24-34。

这些位用于运行时断言：fwRenderThreadInterface::GetUpdateBuffer() 断言调用线程拥有 m_UpdateBufferThreadAccess 中的某个位，GetRenderBuffer() 断言是渲染线程 src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.h:139-141；游戏在渲染线程初始化时把可访问 update 缓冲的线程放宽为 UPDATE | AUDIO | PARTICLES src/dev_ng/game/renderer/renderThread.cpp:581-591。

2.2 优先级与亲和的三层来源#

  1. 代码默认值：ThreadPriorities.h 与各 sysIpcCreateThread(..., priority, name, cpu, ttyName) 调用点。
  2. gameconfig 覆盖：CGameConfig 构造时注册 sysIpcSetThreadPriorityOverrideCb(ThreadPriorityOverrideCb) src/dev_ng/game/game/config.cpp:472-480；此后每次 sysIpcCreateThreadWithCoreMask 若提供了 threadTtyName，就以其 atStringHash 查 CGameConfig::m_Threads，用其中的 CThreadSetup{m_Priority, m_CpuAffinity} 覆盖优先级与亲和 src/dev_ng/rage/base/src/system/ipc.cpp:1067-1072、src/dev_ng/game/game/config.cpp:571-598、src/dev_ng/game/game/config.h:470-486。例如渲染线程的 tty 名为 "Render"、音频线程为 "NorthAudioUpdate"、粒子为 "RmptfxUpdateThread"。由于 gameconfig 在 CSystem::Init 中加载，而依赖工作线程与 hang detect 线程在 CommonMain_Prologue 中更早创建，这表明它们不受覆盖（推断：创建时回调尚未注册）。
  3. 命令行/注册表：THREAD_REGISTRY 下 sysThreadRegistry::AdjustPriosBasedOnParams() 允许命令行再次调整，并把主线程登记为 “Main Thread” src/dev_ng/game/system/system.cpp:773-777。

特殊规则：

  • PC 低配机：CSettingsManager::IsLowQualitySystem()（注释：AMD 最低配显卡 + 4 核，单线程驱动导致严重渲染线程瓶颈）时，交换主线程与渲染线程的优先级 src/dev_ng/game/system/system.cpp:754-771。
  • 平台亲和实现：PC 上 sysIpcCreateThread 忽略 cpu 参数（掩码固定为 -1），只有 -setSystemProcessorAffinity 会给每个线程设置同一全局掩码；Durango 默认掩码排除核 0（注释解释了微软调度器在主线程睡眠后不及时归还核心的问题），并在未给 -useSystemThreadManagement 时设置组亲和；Orbis 使用 SCHED_RR 并 scePthreadAttrSetaffinity src/dev_ng/rage/base/src/system/ipc.cpp:1037-1064、src/dev_ng/rage/base/src/system/ipc.cpp:1104-1143、src/dev_ng/rage/base/src/system/ipc.cpp:1151-1166。Win32 上还对每个线程 SetThreadPriorityBoost(h, TRUE)（禁用动态提升）src/dev_ng/rage/base/src/system/ipc.cpp:1100-1103。
  • PC final 构建在调用点把线程名替换为空串 src/dev_ng/rage/base/src/system/ipc.cpp:1183-1188。
  • 新线程继承创建者的当前分配器，并断言创建时 Current 与 Master 相同（防止在调试堆激活时创建线程）src/dev_ng/rage/base/src/system/ipc.cpp:665-673。

3. sysTaskManager 与 CTaskScheduler#

3.1 sysTaskManager（PC/Durango/Orbis 实现）#

task_win32.cpp 在 __WIN32 || __PSP2 || RSG_ORBIS 下编译，即同时服务 PC、Xbox One 与 PS4 src/dev_ng/rage/base/src/system/task_win32.cpp:10。

要素实现证据
容量HACK_GTA4 下 MaxTasks = 512、MaxSchedulers = 32（否则 256/8）；任务句柄是静态数组 + u16 空闲栈（O(1) 分配）src/dev_ng/rage/base/src/system/task_win32.cpp:60-81
调度器sysTaskScheduler = 每个掩码位一个工作线程（名为 name:core）+ 一个容量 MaxTasks 的 sysMessageQueue；工作线程的 scratch 与栈在 64 位上翻倍，Orbis 非优化构建栈再翻倍src/dev_ng/rage/base/src/system/task_win32.cpp:104-166
工作循环阻塞 Pop 任务 → 拷贝头、绑定本线程 scratch → 调用 Header.Func(Parameters) → sysIpcSetEvent(Completed)；Bank 下可被禁用挂起src/dev_ng/rage/base/src/system/task_win32.cpp:193-248
InitClassPC 读取处理器拓扑，默认把逻辑核（含超线程）视为核心（-disableHyperthreading 可关），-numCores/-maxthreads 限制；为每个句柄创建完成事件src/dev_ng/rage/base/src/system/task_win32.cpp:421-474
Create/Prepare/Dispatch在临界区内分配句柄并压入指定调度器队列；若尚无调度器，自动创建 "defSched"（PRIO_LOWEST，全部核心）src/dev_ng/rage/base/src/system/task_win32.cpp:538-600
句柄耗尽断言构建打印所有作业并断言“Out of jobs”，返回 NULLsrc/dev_ng/rage/base/src/system/task_win32.cpp:506-521

游戏创建的调度器："gtaSched"（索引 0，即默认调度器）由 CSystem::Init 添加 src/dev_ng/game/system/system.cpp:738，PC 上 worker 数默认取 SYS_DEPENDENCY_TASKACTIVENUMWORKERS = Max(GetNumThreads() - 2, 1)，可用 -numTaskSchedulers 覆盖 src/dev_ng/game/system/system.cpp:727-736、src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency_config.h:17-20；形状测试另建专用调度器（见 1.1）。PS3 的 SPURS 调度器枚举（SCHEDULER_DEFAULT_SHORT 等）仍保留在 task.h 中但属于遗留路径 src/dev_ng/rage/base/src/system/task.h:79-110。

3.2 CTaskScheduler：只在 Xenon 上异步#

CTaskScheduler 把最多 MAX_USER_DATA_IN_TASK = 3 个参数的小任务批量打包进一个 sysTaskParameters，最多保留 NUM_TASKS_IN_MGR = 32 个在途句柄 src/dev_ng/game/system/TaskScheduler.h:18-58。但 USE_TASK_SCHEDULER 定义为 __XENON；在其他平台上 AddTask 直接同步调用函数，Flush/WaitOnResults/StartBatchingTasks 为空操作 src/dev_ng/game/system/TaskScheduler.cpp:17-115。主循环每帧在渲染交接前 StartBatchingTasks(5)，并在安全区 WaitOnResults() src/dev_ng/game/Core/app.cpp:1362、src/dev_ng/game/renderer/renderThread.cpp:387-390。

4. sysDependency：依赖图工作调度#

4.1 数据结构#

sysDependency（16 字节对齐）描述一个原子工作包 src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency.h:24-94：

字段含义
m_Params[10]参数联合体（float/int/指针/两个 u16）
m_Parents[2]kParentStrong 与 kParentWeak 两个“父”（后继）指针
m_Callbackbool (*)(const sysDependency&)；返回 false 表示需要重新排队
m_NumPending尚未完成的“子”（前驱）数量
m_FlagsINPUT0..7、OUTPUT0..7、ALLOC0（为参数 0 分配 scratch）src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency.h:98-103
m_DataSizes[8]各数据块大小（ALLOC0 时 [0] 为 scratch 大小）
m_PrioritykPriorityLow/Med/High/Critical
m_Chain/m_Id/m_JobFailureCountPPU/SPU 链（仅 PS3 有 SPU 链）、性能统计标签（5 位）、失败计数

命名容易误解：a.AddChild(b) 的含义是“b 完成后才能运行 a”——它把 b.m_Parents[strong] = &a 并递增 a.m_NumPending src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency.h:134-148。即“父”是后继/汇合点，只有 m_NumPending == 0 的叶子才能 Insert src/dev_ng/rage/base/src/system/dependencyscheduler.cpp:201-205。

4.2 调度器#

机制实现证据
就绪队列一个 Chain：每个优先级一个 sysLockFreeRing<sysDependency, 2048>；Pop 从最高优先级开始取src/dev_ng/rage/base/src/system/dependencyscheduler.cpp:35-92
工作线程数主机 4；PC Max(GetNumThreads()-2, 1)，上限 64src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency_config.h:16-25
唤醒策略插入后按 ceil(numPending / 3)（SYS_DEPENDENCY_TASKWORKERPENDINGRATIO = 3）计算期望 worker 数，kPriorityCritical 额外 +1，唤醒尚未激活的 workersrc/dev_ng/rage/base/src/system/dependencyscheduler.cpp:239-253、src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency_config.h:13-14
worker 循环取不到任务时先把自己标为非激活再尝试一次 Pop，仍为空则等待事件；执行回调前拷贝父指针；ALLOC0 时把 96 KB（64 位）栈上 scratch 交给参数 0，Bank 构建在超大请求时改用堆，其他构建超限则致命断言src/dev_ng/rage/base/src/system/dependencyscheduler.cpp:289-354、src/dev_ng/rage/base/src/system/dependency_config.h:39-44
完成传播回调返回 true：对每个父原子递减 m_NumPending，归零的父中第一个优先级不低于当前者被本线程直接接手（避免往返队列），其余重新插入；返回 false：以降一级优先级重新入队src/dev_ng/rage/base/src/system/dependencyscheduler.cpp:383-417
调试-singleThreadedTaskManager 使 Insert 在调用线程上先把队列跑空src/dev_ng/rage/base/src/system/dependencyscheduler.cpp:228-237

4.3 游戏侧的使用模式#

游戏代码不使用通用的“等待句柄”，而是约定一个由回调清零的 u32 Running 标志，由消费者自旋等待。以灯光可见性排序为例 src/dev_ng/game/renderer/Lights/lights.cpp:2240-2276：

  1. 填写静态 g_LightsVisibilitySortDependency：kPriorityMed、ALLOC0 | INPUT1..3、参数 1–3 指向输入数组与数据结构，参数 4 指向 g_LightsVisibilitySortDependencyRunning，m_DataSizes 给出各块大小。
  2. 置 Running = 1 后 sysDependencyScheduler::Insert(&dep)。
  3. 消费者 Lights::WaitForProcessVisibilityDependency() 以 sysIpcYield(PRIO_NORMAL) 自旋直到标志清零——它被安排在渲染线程交接的安全区中调用（见第 7 节）。

直接调用 sysDependencyScheduler::Insert 的游戏文件包括：灯光（lights.cpp、LODLights.cpp、AsyncLightOcclusionMgr.cpp）、PlantsMgr.cpp、PostScan.cpp、SceneStreamerList.cpp、TimeCycleAsyncQueryMgr.cpp、VehicleLightAsyncMgr.cpp、vehiclepopulation.cpp、wheel.cpp、DistantLights*.cpp、drawListCommands_Entities.cpp 以及安全模块中的一个文件；框架层的可见性扫描（fwscene/scan）、搜索、渲染列表、drawlist 管理器，以及 suite 层的软件光栅化遮挡与动作树调度器也构建在它之上（来自全文检索，未逐一阅读）。

5. 渲染线程：创建、初始化与主循环#

5.1 同步原语#

ThreadParams 包含四个信号量与一个互斥体：m_eKill、m_eRunning、m_eUpdateDone、m_eRenderDone、m_customRenderThreadMutex（自定义渲染函数执行期间持有）src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.h:43-75，信号量均以初值 0 创建 src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:110-119。fwRenderThreadInterface 还维护 m_updateBuffer/m_renderBuffer 两个 0/1 索引（FlipUpdateBuffer 在 drawlist 创建结束时翻转，FlipRenderBuffer 在渲染线程每帧末翻转）src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:498-506、src/dev_ng/rage/framework/src/fwdrawlist/drawlistmgr.cpp:963-979。

5.2 创建与设备移交#

fwRenderThreadInterface::Init(priority, initCallback) src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:288-343：

  1. Durango 上临时把 hang detect 超时提高到 120 秒（着色器加载可能很慢）。
  2. 创建同步原语；把 pgDictionaryBase 链表所有权置为无效，让渲染线程初始化期间可以“偷走”它。
  3. 创建线程；失败时断言构建断言、其他构建 Quitf(ERR_GFX_RENDERTHREAD)。
  4. 主线程每 500 ms 轮询 m_eRunning（同时泵 g_SysService）直到渲染线程完成初始化；随后取回字典链表所有权、m_bActive = true。

渲染线程入口 RenderThreadEntryPoint 设置随机种子并标记 THREAD_TYPE_RENDER，进入 MainLoop() src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:1004-1020。MainLoop 先执行初始化回调（游戏传入的 CSystem::RenderThreadInit：BeginGfx、着色器预初始化、CStreaming::InitStreamingEngine、创建 gDrawListMgr、CGtaRenderThreadGameInterface::InitClass 等，见 startup-and-app-fsm.md），初始化计时条，然后 SignalRunning()，再调用游戏接口的 RenderThreadInit()（CSpuPmMgr::Init、放宽 update 缓冲访问）src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:679-703。之后循环直到 m_eKill：在临界区内把“待定渲染函数”切换为当前渲染函数；RSG_LOST_FOCUS_SUPPORT 下处理设备管理与失焦暂停；然后 DoRenderFunction() src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:711-785。

CGtaRenderThreadGameInterface::InitClass 把游戏接口装入 gRenderThreadInterface，PC 上还把 GRCDEVICE.RenderFunctionCallback 设为直接执行一次渲染函数（供设备层在需要时回调）src/dev_ng/game/renderer/renderThread.cpp:187-200。

5.3 关闭#

Shutdown()：SignalKill → 一次“迷你刷新”（SignalUpdateDone + TerminateDrawLists）→ PC 解锁设备重置并注销会话通知 → 等待线程退出 → 销毁原语 src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:345-365。由 CGame::Shutdown 在 SHUTDOWN_CORE 之前调用（设备回到主线程）src/dev_ng/game/Core/game.cpp:1215。

6. 自定义渲染函数与加载画面#

渲染线程每次迭代执行“当前渲染函数”：NULL 表示默认函数（执行 drawlist），非空表示一个自定义 Functor0（加载画面、安装进度、语言选择、落地页等）。

函数行为证据
SetRenderFunction(fn)断言当前不在构建 drawlist；在临界区内更新待定函数，变化时回调游戏的 RenderFunctionChanged(old, new)src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:984-1002
DoRenderFunction（自定义分支）持有 m_customRenderThreadMutex 调用自定义函数（PC 仅在设备就绪时），主机上随后 sysIpcSleep(2) 让出核心（B* 2107124/2109381：防止饿死低优先级线程）；轮询 PollUpdateDone()：若主线程恰好完成了一次同步，则丢弃所有 drawlist（RemoveAll）、翻转渲染缓冲与 fence 索引并 SignalRenderDonesrc/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:800-854
默认分支见第 7 节src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:866-982

游戏侧的选择逻辑在 CGtaOldLoadingScreen::SetLoadingScreenIfRequired()：加载画面活跃 → CLoadingScreens::RenderLoadingScreens；否则若被强制、或（暂停菜单/片尾字幕/警告屏/脚本均未阻止且画面已淡出）→ “Loading...” 渲染函数；否则默认函数 src/dev_ng/game/renderer/renderThread.cpp:701-727。它每帧由 CViewportManager::Process() 调用（即 FULL/SIMPLE_MAIN_UPDATE 中的 “Viewport Manager” 条目）src/dev_ng/game/camera/viewports/ViewportManager.cpp:387-398；CLoadingScreens::Init 则直接设置渲染函数并 Flush(true) 确保渲染线程立即采用 src/dev_ng/game/frontend/loadingscreens.cpp:856-859。RenderFunctionChanged 在进入/离开 “Loading...” 函数时禁用/恢复玩家控制，离开时在允许的情况下结束用户暂停 src/dev_ng/game/renderer/renderThread.cpp:650-683。

这解释了加载期间的行为：主线程阻塞在会话状态机或 gameSkeleton::Init 中、不再调用 Synchronise()，而渲染线程独立循环执行加载画面函数；主线程侧通过 keep-alive 回调与 FlushAndDeviceCheck() 维持其余状态。

7. 帧同步与安全区#

7.1 协议#

图中证据：

  • 渲染线程默认分支：DefaultPreRenderFunction → gDrawListMgr->ExecuteAndRemoveAll() → DefaultPostRenderFunction → FlipRenderBuffer → FlipRenderFenceIdx → WaitTillUpdateDone() → 帧号++ → SignalRenderDone() → sysIpcSleep(0)：src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:919-971
  • GPU_IdleSection：断言 update 线程、翻转 update fence 索引、主机上 CpuWaitOnFence(上一帧 end fence)、RemoveAllRefs()、Durango 派发延迟系统事件：src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:449-496
  • Synchronise：如本帧尚未创建 drawlist 则创建空帧；SignalUpdateDone；检查信号量完整性；WaitTillRenderDone（hang detect 崩溃区内）；SetToPreDrawListState；断言渲染线程不在执行 drawlist；进入安全区：src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:377-447
  • 调用顺序（GPU_IdleSection → Synchronise → CGame::Render）：src/dev_ng/game/Core/app.cpp:1361-1370

关键点：

  • 安全区为何安全：Synchronise 中的注释写明“render thread is guaranteed to be blocked here”src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:419-421。从协议看，渲染线程此时已离开上一帧的 drawlist 执行，下一步要么在 ExecuteAndRemoveAll 中等待本帧第一个 drawlist（主线程尚未开始构建），要么在执行默认的前置函数。drawlist 管理器内部的等待机制见 ../11-rendering/drawlists-and-render-thread-handoff.md。
  • 流水线深度：主线程更新帧 N 的同时，渲染线程执行帧 N-1 的 drawlist；主机上 GPU 还可能在处理更早的帧，由 GPU_IdleSection 的 fence 等待限制（PC 不在此等待）。因此 CPU 侧是“update 与 render 重叠一帧”的双缓冲结构。
  • D3D11 上下文：PC 在安全区持有 GRCDEVICE.LockContext()，若待定渲染函数不是默认函数，还在此执行挂起的纹理/缓冲更新（因为没有 drawlist 可放）；并在 UnlockDeviceResetAvailability/LockDeviceResetAvailability 之间控制设备重置只能发生在同步点 src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:405-444。
  • 计时：m_TimeWaitedForGpu 与渲染线程侧 m_TimeWaitedForUpdate 被安全区写入 perfClearingHouse（WAIT_FOR_UPDATE、WAIT_FOR_GPU）src/dev_ng/game/renderer/renderThread.cpp:547-553。

7.2 安全区里做什么：CGtaRenderThreadGameInterface::PerformSafeModeOperations#

在渲染线程不访问共享数据的窗口里，游戏完成所有“双缓冲翻转”和需要独占访问的更新 src/dev_ng/game/renderer/renderThread.cpp:265-579。按顺序：

类别操作
校验若有人忘记弹出当前纹理字典（fwTxd::GetCurrent() 非空）则 Quitf
回放/录像VideoRecording::Update、CReplayMgr::ProcessRecord
依赖结果回收PC 河流流向图、Lights::WaitForProcessVisibilityDependency()、高质量截图
调试Bank 着色器编辑、纹理查看器、灯光编辑、帧 dump
同步/翻转级联阴影、抛物面阴影、PostFX 自适应、灯光、LOD 灯、过场 Synchronise()；远处灯光顶点缓冲翻转；树木微动；绳索 SafeUpdate；布料清理
特效CVisualEffects::UpdateSafe、照片编辑器（非开局自动读档时）
任务CTaskScheduler::WaitOnResults()
渲染目标交换 PtFx GPU 碰撞高度图双缓冲、清理命名渲染目标
粒子g_ptFxManager.BeginFrame()（粒子 drawlist 翻转）、排序实例加入渲染列表；随后 StartLocalEffectsUpdate() 唤醒粒子更新线程
渲染列表CGtaRenderListGroup::ProcessDeferredAdditions()
碎片整理USE_DEFRAGMENTATION 时在 CTexLod::SetSwapStateAll 包裹下执行 strStreamingEngine::GetDefragmentation()->Update()（注释：尽量靠后以等待 drawable SPU 工作完成）；由于 ENABLE_KNOWN_REFERENCES 为 0，本快照中这段代码不参与编译（见 streaming-engine.md §7.2）
动画/水/植被fwAnimDirector::UpdateClass、Water::FlipBuffers、CPlantMgrWrapper::UpdateSafeMode
GPU 查询遮挡查询、水洼查询、镜头光晕查询结果
玻璃/布料/几何玻璃延迟删除、bgDrawable::EndFrame；未暂停时 grmGeometryQB::SwapBuffers、布料缓冲索引轮换；绳索关闭列表；等待布料实例任务
UICTextFormat::EndFrame、CScaleformMgr::UpdateAtEndOfFrame(true)、CNewHud/CMiniMap/CMultiplayerGamerTagHud::UpdateAtEndOfFrame
其他强制纹理字典清理、MeshBlendManager::UpdateAtEndOfFrame、性能计数、PC 设置管理器安全更新与多 GPU 索引、TamperActions::PerformSafeModeOperations（安全模块，见 ../23-debug-security/security-overview.md）

开销预算为 1 ms（PF_AUTO_PUSH_TIMEBAR_BUDGETED("Safe Execution", 1.0f)）。

8. Flush 与 FlushAndDeviceCheck#

Flush(forceFullFlush) 用于在不渲染新内容的情况下把渲染管线排空（换关、语言切换、加载画面切换等）src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:509-643：

  • 只允许在 update 线程调用，且不能在构建 drawlist 时调用；gDrawListMgr 尚未创建（启动早期出错）时直接返回。
  • 若上次已刷新且未强制：只对新增引用做 RemoveAllRefs(FLUSH_WITHOUT_RENDERING) 后返回。
  • 否则执行四轮“GPU_IdleSection → SignalUpdateDone → 轮询 PollIsRenderDone（1 ms 睡眠并泵系统服务）→ SetToPreDrawListState → 创建空 drawlist 帧”；随后调用游戏的 Flush()（粒子 BeginFrame、布料清理、CTexLod::FlushMemRemaps）src/dev_ng/game/renderer/renderThread.cpp:685-697，并把设备同步计数器加 2，防止 IsSafeToDelete 误判。
  • PC 的 LOG_RENDER_FLUSH（非 final）记录主/渲染线程环形日志，hang detect 触发时按时间合并输出 src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.h:13、src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:145-250、src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:339-341。

FlushAndDeviceCheck()（PC）在 Flush() 之后锁上下文执行挂起的缓冲更新，供会话状态机的阻塞循环在没有正常帧时保持 D3D11 设备健康 src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:645-666。

9. PC 特有：设备丢失与失焦#

  • 默认渲染函数在设备未就绪、或“失焦且允许失焦暂停”（非 final 需 -BlockOnLostFocus）时不执行 drawlist：等待 update 完成后直接丢弃全部 drawlist、刷新 Scaleform 缓冲并翻转；设备恢复后最多强制丢弃 5 帧残留 drawlist（防止旧分辨率的 drawlist 被执行）src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:861-916。
  • RSG_LOST_FOCUS_SUPPORT 下渲染线程在 GRCDEVICE.BlockUpdateThread() 时以 50 ms 间隔空转（并开始 fwTimer 失焦暂停），恢复后结束暂停；有 5 次“穿透”计数缓冲 src/dev_ng/rage/framework/src/fwrenderer/renderthread.cpp:735-782。
  • 设备丢失/重置回调由 CGame::InitCallbacks 注册（见 startup-and-app-fsm.md）。

10. 约束与边界行为#

  • 主线程独占的操作：Flush、GPU_IdleSection、CGame 生命周期函数都断言 update 线程；SetRenderFunction 断言不在构建 drawlist。
  • 安全区之外不得修改渲染线程读取的双缓冲数据：所有翻转集中在 PerformSafeModeOperations 中；新增需要与渲染线程交换的数据时，应在此处翻转或通过 drawlist 命令传递。
  • 线程创建时机影响配置：在 gameconfig 加载之前创建的线程无法被覆盖优先级/亲和（推断，见 2.2）。
  • 依赖调度器的 scratch 上限：非 Bank 构建中 ALLOC0 请求超过 SYS_DEPENDENCY_WORKERSCRATCH（64 位 96 KB）会致命断言。
  • CTaskScheduler 平台语义不同：在非 Xenon 平台上它是同步调用，不能假设任务与调用者并行。

11. 未决问题 / 证据不足#

  • pgStreamer 内部创建多少读取线程、各自优先级，属于流式页面范围，本页未追踪。
  • 动作树调度器（PRIO_MOTION_TREE_THREAD）在游戏中的实际创建点未定位；该常量在 game/ 中只在 ThreadPriorities.h 出现。
  • sysThreadRegistry::AdjustPriosBasedOnParams 支持的参数格式未展开。
  • gameconfig.xml 不在本源码快照中（按文件名检索无结果），因此各线程实际被覆盖成什么优先级/亲和无法从仓库得出。