Godot 调试与性能分析专家指南：高效查找修复错误，优化游戏性能

godot-debugging-profiling by thedivergentai/gd-agentic-skills

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npx skills add https://github.com/thedivergentai/gd-agentic-skills --skill godot-debugging-profiling

调试游戏性能优化

🇨🇳中文介绍

调试与性能分析

利用 Godot 的调试工具高效查找和修复错误的专家指南。

绝对禁止事项

绝对禁止使用没有描述性上下文的 print() — print(value) 毫无用处。请使用带有标签的 print("玩家生命值:", health)。
绝对禁止在发布版本中保留调试打印语句 — 使用 if OS.is_debug_build() 包裹或使用自定义的 DEBUG 常量。打印语句会拖慢发布版本的运行速度。
绝对禁止忽略 push_warning() 消息 — 警告信息提示了潜在的 bug（空引用、已弃用的 API）。在它们变成错误之前修复它们。
绝对禁止在发布版本中使用 assert() 进行运行时验证 — 断言在发布版本中会被禁用。对于运行时检查，请使用 if not condition: push_error()。
— 调试版本的运行速度要慢 5-10 倍。始终使用发布导出版本或标志进行分析。

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绝对禁止在调试模式下进行性能分析

绝对不要认为 Engine.capture_script_backtraces(true) 是廉价的 — 捕获局部变量会分配大量内存，并可能阻止对象被释放，从而导致人为的内存泄漏 [19]。

绝对禁止在自定义的 Logger._log_message 重写中调用 push_error() 或 print() — 这会导致无限递归和崩溃，因为记录器会拦截自己的输出 [20]。

绝对禁止在游戏性测试期间让可视化性能分析器持续运行 — 持续轮询会显著降低帧率，使实际的性能指标失效 [21]。

绝对不要依赖 OS.get_ticks_msec() 进行微基准测试 — 毫秒级精度不足以进行逻辑计时；对于微秒级精度，请始终使用 Time.get_ticks_usec() [22]。

绝对不要认为 OBJECT_ORPHAN_NODE_COUNT 在生产环境中有效 — 此监视器严格仅用于调试；在发布版本中它会安全地返回 0，可能隐藏内存泄漏 [23]。

绝对禁止在启用垂直同步的情况下进行基准测试 — 垂直同步会将指标限制在显示器刷新率，掩盖了真实的 CPU/GPU 处理开销 [24]。

绝对禁止在发布版本中保留 print_stack() 或 print_debug() — 这些语句在调试器外部通常会被剥离或无效。对于生产环境，请使用结构化日志记录 [25]。

如果使用外部 C++ 性能分析器，绝对不要剥离调试符号 — 剥离会破坏外部工具（如 Perfetto 或 VerySleepy）的调用栈可读性 [26]。

绝对不要在 _exit_tree() 中忘记注销 EditorDebuggerPlugin — 未能清理会在引擎的调试循环中留下“幽灵”连接 [27]。

在 macOS 上使用兼容性渲染器时，绝对不要信任可视化性能分析器 — 平台特定的驱动程序限制严重影响了 macOS 上 OpenGL 性能分析的准确性 [28]。

强制要求：在实现相应模式之前，请阅读相应的脚本。

使用 Time.get_ticks_usec() 进行微米级精度的执行计时，对于识别 CPU 微瓶颈至关重要。

使用内部性能监视器自动检测和记录“孤立节点”（已从场景树中移除但未释放的节点）。

以编程方式捕获详细的脚本调用栈回溯，包括用于深度崩溃报告的局部变量快照。

拦截底层的 C++ 引擎错误，并将其传输到自定义的后端日志或分析服务。

将特定于游戏的性能指标（AI 数量、子弹物理）直接暴露给 Godot 编辑器的“调试器”>“监视器”选项卡。

项目特定的调试器扩展，将自定义的可视化选项卡和数据注入到 Godot 底部面板。

使用互斥锁保护的记录器子类，用于从工作线程安全地将日志写入外部文件。

用于非可视化数据（如寻路节点、物理射线投射和局部 AI 影响图）的专业级可视化模式。

硬编码的断点触发器，用于在无效逻辑状态下以与团队无关的方式暂停执行。

用于调试移动设备和主机版游戏的内置命令控制台，在这些平台上无法访问标准终端输出。

请勿在发布版本中加载 debug_overlay.gd - 将其使用包裹在 if OS.is_debug_build() 中。

# 基本打印
print("值: ", some_value)

# 格式化打印
print("玩家位于 %s，生命值 %d" % [position, health])

# 带调用者信息的打印
print_debug("此处为调试信息")

# 警告（非致命）
push_warning("这可能是个问题")

# 错误（非致命）
push_error("出错了！")

# 断言（在调试中致命）
assert(health > 0, "生命值不能为负数！")

点击脚本编辑器中的行号边栏
或使用 breakpoint 关键字：

func suspicious_function() -> void:
    breakpoint  # 执行在此处停止
    var result := calculate_something()

调试 → 调试器 (Ctrl+Shift+D)

调用栈：暂停时的调用堆栈
变量：检查局部/成员变量
断点：管理所有断点
错误：运行时错误和警告

调试正在运行的游戏：

运行项目 (F5)
调试 → 远程调试 → 选择正在运行的实例
检查实时游戏状态

# ❌ 崩溃：空引用
$NonExistentNode.do_thing()

# ✅ 安全：先检查
var node := get_node_or_null("MaybeExists")
if node:
    node.do_thing()

var _health: int = 100

var health: int:
    get:
        return _health
    set(value):
        print("生命值改变: %d → %d" % [_health, value])
        print_stack()  # 显示是谁改变了它
        _health = value

可视化射线投射

func _draw() -> void:
    if Engine.is_editor_hint():
        draw_line(Vector2.ZERO, ray_direction * ray_length, Color.RED, 2.0)

在 3D 中调试绘制

# 使用 DebugDraw 插件或创建调试网格
func debug_draw_sphere(pos: Vector3, radius: float) -> void:
    var mesh := SphereMesh.new()
    mesh.radius = radius
    var instance := MeshInstance3D.new()
    instance.mesh = mesh
    instance.global_position = pos
    add_child(instance)

# 处理文件错误
func load_save() -> Dictionary:
    if not FileAccess.file_exists(SAVE_PATH):
        push_warning("未找到保存文件")
        return {}
    
    var file := FileAccess.open(SAVE_PATH, FileAccess.READ)
    if file == null:
        push_error("打开保存文件失败: %s" % FileAccess.get_open_error())
        return {}
    
    var json := JSON.new()
    var error := json.parse(file.get_as_text())
    if error != OK:
        push_error("JSON 解析错误: %s" % json.get_error_message())
        return {}
    
    return json.data

调试 → 性能分析器 (F3)

显示函数执行时间
识别慢速函数
目标：每帧 < 16.67 毫秒 (60 FPS)

FPS、物理、内存
对象计数
绘制调用

# 在 _process 中检查
func _process(delta: float) -> void:
    print(Engine.get_frames_per_second())  # 监视 FPS

问题：内存泄漏

# 使用打印检查
func _exit_tree() -> void:
    print("节点已释放: ", name)

# 使用组来跟踪
add_to_group("tracked")
print("活动对象: ", get_tree().get_nodes_in_group("tracked").size())

问题：孤立节点

# 检查孤立节点
func check_orphans() -> void:
    print("孤立节点: ", Performance.get_monitor(Performance.OBJECT_ORPHAN_NODE_COUNT))

# 运行时调试控制台
var console_visible := false

func _input(event: InputEvent) -> void:
    if event is InputEventKey and event.keycode == KEY_QUOTELEFT:
        console_visible = not console_visible
        $DebugConsole.visible = console_visible

1. 使用调试标志

const DEBUG := true

func debug_log(message: String) -> void:
    if DEBUG:
        print("[DEBUG] ", message)

# 仅在特定条件下中断
if player.health <= 0:
    breakpoint

3. 场景树检查器

调试 → 远程调试 → 检查场景树
查看实时节点层次结构

主技能：godot-master

🇺🇸English

Debugging & Profiling

Expert guidance for finding and fixing bugs efficiently with Godot's debugging tools.

NEVER Do

NEVER useprint() without descriptive context — print(value) is useless. Use print("Player health:", health) with labels.
NEVER leave debug prints in release builds — Wrap in if OS.is_debug_build() or use custom DEBUG const. Prints slow down release.
NEVER ignorepush_warning() messages — Warnings indicate potential bugs (null refs, deprecated APIs). Fix them before they become errors.
NEVER useassert() for runtime validation in release — Asserts are disabled in release builds. Use if not condition: push_error() for runtime checks.
NEVER profile in debug mode — Debug builds are 5-10x slower. Always profile with release exports or --release flag.
NEVER assumeEngine.capture_script_backtraces(true) is cheap — Capturing locals allocates significant memory and can prevent objects from being deallocated, causing artificial leaks [19].
NEVER callpush_error() or print() inside a custom Logger._log_message override — This causes infinite recursion and crashes as the logger intercepts its own output [20].
NEVER leave the Visual Profiler running during gameplay tests — Continuous polling degrades framerates significantly, invalidating actual performance metrics [21].
NEVER rely onOS.get_ticks_msec() for microbenchmarking — Milliseconds lack precision for logic timing; ALWAYS use Time.get_ticks_usec() for microsecond precision [22].
NEVER assumeOBJECT_ORPHAN_NODE_COUNT works in production — This monitor is strictly debug-only; it safely returns 0 in release builds, potentially hiding leaks [23].
NEVER benchmark with V-Sync enabled — V-Sync throttles metrics to the monitor refresh rate, masking the true CPU/GPU processing overhead [24].
NEVER leaveprint_stack() or print_debug() in release builds — These are often stripped or useless outside the debugger. Use structured logging for production [25].
NEVER strip debugging symbols if using external C++ profilers — Stripping destroys call stack readability for external tools like Perfetto or VerySleepy [26].
NEVER forget to unregister anEditorDebuggerPlugin in _exit_tree() — Failing to clean up leaves "ghost" connections in the engine's debugging loop [27].
NEVER trust the Visual Profiler on macOS when using the Compatibility renderer — Platform-specific driver limitations severely restrict OpenGL profiling accuracy on macOS [28].

Available Scripts

MANDATORY : Read the appropriate script before implementing the corresponding pattern.

Do NOT Load debug_overlay.gd in release builds - wrap usage in if OS.is_debug_build().

Print Debugging

# Basic print
print("Value: ", some_value)

# Formatted print
print("Player at %s with health %d" % [position, health])

# Print with caller info
print_debug("Debug info here")

# Warning (non-fatal)
push_warning("This might be a problem")

# Error (non-fatal)
push_error("Something went wrong!")

# Assert (fatal in debug)
assert(health > 0, "Health cannot be negative!")

Breakpoints

Set Breakpoint:

Click line number gutter in script editor
Or use breakpoint keyword:

func suspicious_function() -> void: breakpoint # Execution stops here var result := calculate_something()

Debugger Panel

Debug → Debugger (Ctrl+Shift+D)

Tabs:

Stack Trace : Call stack when paused
Variables : Inspect local/member variables
Breakpoints : Manage all breakpoints
Errors : Runtime errors and warnings

Remote Debug

Debug running game:

Run project (F5)
Debug → Remote Debug → Select running instance
Inspect live game state

Common Debugging Patterns

Null Reference

# ❌ Crash: null reference
$NonExistentNode.do_thing()

# ✅ Safe: check first
var node := get_node_or_null("MaybeExists")
if node:
    node.do_thing()

Track State Changes

var _health: int = 100

var health: int:
    get:
        return _health
    set(value):
        print("Health changed: %d → %d" % [_health, value])
        print_stack()  # Show who changed it
        _health = value

Visualize Raycasts

func _draw() -> void:
    if Engine.is_editor_hint():
        draw_line(Vector2.ZERO, ray_direction * ray_length, Color.RED, 2.0)

Debug Draw in 3D

# Use DebugDraw addon or create debug meshes
func debug_draw_sphere(pos: Vector3, radius: float) -> void:
    var mesh := SphereMesh.new()
    mesh.radius = radius
    var instance := MeshInstance3D.new()
    instance.mesh = mesh
    instance.global_position = pos
    add_child(instance)

Error Handling

# Handle file errors
func load_save() -> Dictionary:
    if not FileAccess.file_exists(SAVE_PATH):
        push_warning("No save file found")
        return {}
    
    var file := FileAccess.open(SAVE_PATH, FileAccess.READ)
    if file == null:
        push_error("Failed to open save: %s" % FileAccess.get_open_error())
        return {}
    
    var json := JSON.new()
    var error := json.parse(file.get_as_text())
    if error != OK:
        push_error("JSON parse error: %s" % json.get_error_message())
        return {}
    
    return json.data

Profiler

Debug → Profiler (F3)

Time Profiler

Shows function execution times
Identify slow functions
Target: < 16.67ms per frame (60 FPS)

Monitor

FPS, physics, memory
Object count
Draw calls

Common Performance Issues

Issue: Low FPS

# Check in _process
func _process(delta: float) -> void:
    print(Engine.get_frames_per_second())  # Monitor FPS

Issue: Memory Leaks

# Check with print
func _exit_tree() -> void:
    print("Node freed: ", name)

# Use groups to track
add_to_group("tracked")
print("Active objects: ", get_tree().get_nodes_in_group("tracked").size())

Issue: Orphaned Nodes

# Check for orphans
func check_orphans() -> void:
    print("Orphan nodes: ", Performance.get_monitor(Performance.OBJECT_ORPHAN_NODE_COUNT))

Debug Console

# Runtime debug console
var console_visible := false

func _input(event: InputEvent) -> void:
    if event is InputEventKey and event.keycode == KEY_QUOTELEFT:
        console_visible = not console_visible
        $DebugConsole.visible = console_visible

Best Practices

1. Use Debug Flags

const DEBUG := true

func debug_log(message: String) -> void:
    if DEBUG:
        print("[DEBUG] ", message)

2. Conditional Breakpoints

# Only break on specific condition
if player.health <= 0:
    breakpoint

3. Scene Tree Inspector

Debug → Remote Debug → Inspect scene tree
See live node hierarchy

Reference

Godot Docs: Debugger

Master Skill: godot-master

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