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El multithreading es una técnica avanzada de programación que permite a un programa ejecutar múltiples hilos de ejecución simultáneamente. En el contexto de Unreal Engine, el multithreading puede mejorar significativamente el rendimiento de tu juego al permitir que tareas intensivas en recursos se ejecuten en paralelo. En esta sección, aprenderás los conceptos básicos del multithreading, cómo implementarlo en Unreal Engine y algunos consejos para evitar errores comunes.

Conceptos Clave

Hilo (Thread): Una unidad de ejecución dentro de un proceso. Cada hilo puede ejecutar tareas de manera independiente.
Proceso: Un programa en ejecución que puede contener múltiples hilos.
Sincronización: Mecanismos para coordinar la ejecución de hilos y evitar condiciones de carrera.
Condiciones de Carrera: Situaciones donde dos o más hilos acceden y modifican datos compartidos simultáneamente, causando resultados impredecibles.

Implementación de Multithreading en Unreal Engine

Paso 1: Crear una Clase de Hilo

Primero, necesitas crear una clase que represente el hilo. Esta clase debe heredar de FRunnable.

// MyRunnable.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "HAL/Runnable.h"

class MYPROJECT_API MyRunnable : public FRunnable
{
public:
    MyRunnable();
    virtual ~MyRunnable();

    virtual bool Init() override;
    virtual uint32 Run() override;
    virtual void Stop() override;

private:
    FThreadSafeCounter StopTaskCounter;
};

Paso 2: Implementar la Clase de Hilo

Implementa los métodos de la clase MyRunnable.

// MyRunnable.cpp
#include "MyRunnable.h"

MyRunnable::MyRunnable()
{
}

MyRunnable::~MyRunnable()
{
}

bool MyRunnable::Init()
{
    // Inicialización del hilo
    return true;
}

uint32 MyRunnable::Run()
{
    // Código que se ejecutará en el hilo
    while (StopTaskCounter.GetValue() == 0)
    {
        // Realiza tareas aquí
    }
    return 0;
}

void MyRunnable::Stop()
{
    StopTaskCounter.Increment();
}

Paso 3: Crear y Ejecutar el Hilo

Ahora, necesitas crear y ejecutar el hilo en tu código principal.

// MyActor.cpp
#include "MyActor.h"
#include "MyRunnable.h"

void AMyActor::BeginPlay()
{
    Super::BeginPlay();

    // Crear y ejecutar el hilo
    MyRunnable* Runnable = new MyRunnable();
    FRunnableThread* Thread = FRunnableThread::Create(Runnable, TEXT("MyRunnableThread"), 0, TPri_Normal);
}

Paso 4: Sincronización de Hilos

Para evitar condiciones de carrera, puedes usar mecanismos de sincronización como FCriticalSection.

// MyRunnable.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "HAL/Runnable.h"
#include "HAL/CriticalSection.h"

class MYPROJECT_API MyRunnable : public FRunnable
{
public:
    MyRunnable();
    virtual ~MyRunnable();

    virtual bool Init() override;
    virtual uint32 Run() override;
    virtual void Stop() override;

private:
    FThreadSafeCounter StopTaskCounter;
    FCriticalSection CriticalSection;
};

// MyRunnable.cpp
#include "MyRunnable.h"

uint32 MyRunnable::Run()
{
    while (StopTaskCounter.GetValue() == 0)
    {
        // Bloquear la sección crítica
        FScopeLock Lock(&CriticalSection);

        // Realiza tareas aquí
    }
    return 0;
}

Ejercicio Práctico

Ejercicio 1: Crear un Hilo para Cargar Recursos

Objetivo: Crear un hilo que cargue recursos en segundo plano para mejorar el rendimiento del juego.

Crear la clase de hilo: Crea una clase ResourceLoader que herede de FRunnable.
Implementar los métodos: Implementa los métodos Init, Run y Stop.
Ejecutar el hilo: En tu actor principal, crea y ejecuta el hilo ResourceLoader.

Solución

// ResourceLoader.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "HAL/Runnable.h"

class MYPROJECT_API ResourceLoader : public FRunnable
{
public:
    ResourceLoader();
    virtual ~ResourceLoader();

    virtual bool Init() override;
    virtual uint32 Run() override;
    virtual void Stop() override;

private:
    FThreadSafeCounter StopTaskCounter;
};

// ResourceLoader.cpp
#include "ResourceLoader.h"

ResourceLoader::ResourceLoader()
{
}

ResourceLoader::~ResourceLoader()
{
}

bool ResourceLoader::Init()
{
    // Inicialización del hilo
    return true;
}

uint32 ResourceLoader::Run()
{
    // Código que se ejecutará en el hilo
    while (StopTaskCounter.GetValue() == 0)
    {
        // Cargar recursos aquí
    }
    return 0;
}

void ResourceLoader::Stop()
{
    StopTaskCounter.Increment();
}

// MyActor.cpp
#include "MyActor.h"
#include "ResourceLoader.h"

void AMyActor::BeginPlay()
{
    Super::BeginPlay();

    // Crear y ejecutar el hilo
    ResourceLoader* Loader = new ResourceLoader();
    FRunnableThread* Thread = FRunnableThread::Create(Loader, TEXT("ResourceLoaderThread"), 0, TPri_Normal);
}

Errores Comunes y Consejos

Condiciones de Carrera: Asegúrate de usar mecanismos de sincronización como FCriticalSection para evitar condiciones de carrera.
Fugas de Memoria: Siempre libera los recursos del hilo correctamente para evitar fugas de memoria.
Bloqueos: Evita bloqueos innecesarios que puedan afectar el rendimiento del juego.

Conclusión

El multithreading es una herramienta poderosa para mejorar el rendimiento de tu juego en Unreal Engine. Al seguir los pasos y consejos proporcionados en esta sección, podrás implementar hilos de manera efectiva y segura. En el próximo tema, exploraremos cómo gestionar redes y multijugador en Unreal Engine.

Multithreading

Conceptos Clave

Implementación de Multithreading en Unreal Engine

Paso 1: Crear una Clase de Hilo

Paso 2: Implementar la Clase de Hilo

Paso 3: Crear y Ejecutar el Hilo

Paso 4: Sincronización de Hilos

Ejercicio Práctico

Ejercicio 1: Crear un Hilo para Cargar Recursos

Solución

Errores Comunes y Consejos

Conclusión

Curso de Unreal Engine

Módulo 1: Introducción a Unreal Engine

Módulo 2: Conceptos Básicos

Módulo 3: Blueprints Intermedios

Módulo 4: Blueprints Avanzados

Módulo 5: Programación en C++ en Unreal Engine

Módulo 6: Programación Avanzada en C++

Módulo 7: Temas Avanzados

Módulo 8: Desarrollo de Proyectos