管线缓存
前言
管线缓存(Pipeline Cache)是一种用于加速管线对象创建的机制。
Vulkan 管线对象的创建过程非常复杂且耗时，尤其是在首次创建时。 而管线缓存可以将创建过程中产生的中间数据缓存下来，避免每次启动程序或重新创建管线时都从头开始编译和优化。
基础代码
请下载并阅读下面的基础代码，这是“C++模块化”章节的第二部分代码：
创建管线缓存
我们目前只有一个管线，为其添加管线缓存的方式非常简单。
1. 添加成员
转到 GraphicsPipeline.cppm 文件，添加一个成员变量管理缓存句柄，将它放在管线对象的上方：
vk::raii::PipelineCache m_pipeline_cache{ nullptr };
它只在图形管线创建时使用，你也可以将他作为管线创建函数的局部变量。
2. 创建
在管线创建函数 create_graphics_pipeline 之前，添加一个函数 create_pipeline_cache ：
void init() {
create_descriptor_set_layout();
create_pipeline_cache();
create_graphics_pipeline();
}
void create_pipeline_cache() {
vk::PipelineCacheCreateInfo pipelineCacheInfo;
m_pipeline_cache = m_device->device().createPipelineCache(pipelineCacheInfo);
}
目前我们还没有保存任何缓存数据，无需读取本地文件，直接创建即可。
3. 使用
在“管线创建”章节的最后，我提到过管线创建函数的第一个参数就是管线缓存，当时我们使用了 nullptr 表示无缓存。
现在回到 create_graphics_pipeline 函数，将其改为我们刚刚创建的管线缓存对象：
void create_graphics_pipeline() {
......
m_pipeline = m_device->device().createGraphicsPipeline( m_pipeline_cache, create_info );
}
4. 测试
现在重新运行程序，应该和上一章的效果没有任何区别。
保存与加载缓存
上面虽然使用了管线缓存，但缓存的内容是空的，没有起到任何作用。 我们需要在管线创建完成后，将管线信息保存到本地，以便下一次运行时读取。
1. 保存管线信息
创建一个 save_pipeline_cache 函数用于保存管线数据，在 create_graphics_pipeline 后立即调用：
void init() {
create_descriptor_set_layout();
create_pipeline_cache();
create_graphics_pipeline();
save_pipeline_cache();
}
void save_pipeline_cache() {
// std::vector<uint8_t>
const auto cacheData = m_pipeline_cache.getData();
std::ofstream out("pipeline_cache.data", std::ios::binary); // 文件后缀任意
out.write(reinterpret_cast<const char*>(cacheData.data()), cacheData.size());
}
注意到，我们直接从缓存对象 m_pipeline_cache 中读取的数据，因为我们在创建管线时绑定了缓存，管线会将相关数据存入缓存对象。
2. 读取本地缓存
现在可以修改 create_pipeline_cache 函数，查询本地是否存在缓冲文件。
如果存在就读取缓冲，如果不存在就直接创建。
void create_pipeline_cache() {
vk::PipelineCacheCreateInfo pipelineCacheInfo;
std::vector<char> data;
if (std::ifstream in("pipeline_cache.data", std::ios::binary | std::ios::ate);
in
) {
const std::size_t size = in.tellg();
in.seekg(0);
data.resize(size);
in.read(data.data(), size);
pipelineCacheInfo.setInitialData<char>(data);
std::println("Pipeline cache loaded from file.");
}
m_pipeline_cache = m_device->device().createPipelineCache(pipelineCacheInfo);
}
如果文件存在，会读取本地数据并存入 data 变量中，并通过 setInitialData 模板函数设置数据的指针和长度。
createInfo 保存的是指针和长度信息，所以要保证 data 在创建缓存时还有效，不能放在 if 块中。
测试
现在运行程序，应该看到一样的内容。
由于我们的程序比较简单，你可能察觉不到创建速度的差异，但它在实际项目中非常重要。