Mars3D与Cesium三维GIS页面崩溃之谜：显存泄漏致WebGL引擎永久失效

当使用浏览器打开使用Mars3D或Cesium开发的三维GIS页面，特别是占用显存比较大的应用，运行一段时间后会报 Fragment shader failed to compile 的错误。对于长时间运行的应用，连续运行5~~6天后，页面崩溃报错后，即使重启浏览器都无效了，只能重启电脑解决。

具体现象

1、占用显存大的Mars3D或Cesium应用长时间运行后会报错：RuntimeError: Fragment shader failed to compile. Compile log: null.

2、刚开始报错时，刷新浏览器即可恢复。等连续运行5~6天后，报错即使重启浏览器都无法解决，表现为一进入三维立刻报错，这时可能会报另外一个错误：Visit http://get.webgl.org to verify that your web browser and hardware support WebGL. 即使偶然能正常显示三维，但是CPU占用率很高，GPU占用率较低，几何不占用显存，页面非常卡顿。

3、浏览器控制台可能会打印类似下面的错误。

bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glBindFramebuffer: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glBindFramebuffer: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glDisable: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glDisable: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glBindFramebuffer: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glDrawBuffers: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glDisable: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glStencilMask: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glViewport: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glUseProgram: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glActiveTexture: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  [.WebGL-0x1c8c06a6dc00] GL_CONTEXT_LOST_KHR: glBindTexture: Context has been lost.
bigscreen/#/:1  WebGL: CONTEXT_LOST_WEBGL: loseContext: context lost
Cesium.js:899  [Cesium WebGL] Fragment shader compile log: null
KBe @ Cesium.js:899
Cesium.js:899  [Cesium WebGL]  Fragment shader source:
#version 300 es
#ifdef GL_FRAGMENT_PRECISION_HIGH
    precision highp float;
    precision highp int;
...
...
#ifdef FRAGMENT_DEPTH_CHECK
in vec4 v_textureCoordinateBounds;                  
in vec4 v_originTextureCoordinateAndTranslate;      
in vec4 v_compressed;                               
in mat2 v_rotationMatrix;


KBe @ Cesium.js:899
Cesium.js:15827  WebGL渲染运行出错 (页面已停止,请刷新页面)
RuntimeError: Fragment shader failed to compile.  Compile log: null
Error
    at new l1 (Cesium.js:74:6279)
    at KBe (Cesium.js:900:122)
    at ooe (Cesium.js:901:1411)
    at GD (Cesium.js:901:1361)
    at tA._bind (Cesium.js:901:2213)
    at Sut (Cesium.js:9842:44218)
    at Cu.draw (Cesium.js:9842:45041)
    at uL.execute (Cesium.js:898:24035)
    at bf (Cesium.js:15449:18769)
    at zEt (Cesium.js:15449:19670)
Yo.showErrorPanel @ Cesium.js:15827

原因分析

1、Mars3D或Cesium开发的三维GIS页面，当有非常多3dtiles三维模型，跟Vue一起使用时，很容易未释放资源导致内存或显存泄漏。当显存占用达到一定程度时，WebGL引擎崩溃，报 RuntimeError: Fragment shader failed to compile 的错误。这个错误是WebGL崩溃导致的结果而不是原因，并不是代码错误导致WebGL崩溃的。

2、当连续5~6天高负荷运行后，WebGL引擎崩溃后，即使重启浏览器WebGL引擎都无法恢复了，表现为以下几点。

（1）更换不同型号的显卡无法解决这个问题，排除显卡问题。

（2）升级不同版本的显卡驱动无法解决这个问题，排除显卡驱动问题。

（3）更换不同的浏览器，例如Chrome、Edge或火狐，无法解决这个问题，排除浏览器问题。

（4）使用不同的三维框架，例如Cesium.js、Mars3D或Three.js，当显存占用达到一定程度时，都会立刻报错，重启浏览器无效，排除Cesium或Mars3D的问题。

（5）重启浏览器偶尔三维会显示，但是非常卡顿，CPU使用率很高、GPU使用率较低、几乎不占用显存，这是由于WebGL引擎崩溃未恢复，浏览器使用CPU渲染三维导致的。

3、重启浏览器三维无法恢复后，在命令行输入dxdiag运行DirectX，发现显卡驱动正常。

4、开启浏览器WebGL日志，发现以下错误。

System Commit Limit (Gb)          33
D3D11 Feature Level               12_1
Has Discrete GPU                  yes
Software Rendering                No
Log Messages
[44812:46452:0918/085512.367:VERBOSE1:components\viz\service\main\viz_main_impl.cc:85] : VizNullHypothesis is disabled (not a warning)
GpuProcessHost: The info collection GPU process exited normally. Everything is okay.
[44812:46452:0918/085555.205:WARNING:ui\gl\angle_platform_impl.cc:54] : HLSLCompiler::compileToBinary: C:\fakepath(421,1): warning X4000: use of potentially uninitialized variable (f_czm_getMaterialczm_materialInput)
[44812:46452:0918/085606.375:ERROR:ui\gl\angle_platform_impl.cc:49] : Renderer11.cpp:2209 (virtual rx::Renderer11::testDeviceLost): The D3D11 device was removed, HRESULT: 0x887A0007
[44812:46452:0918/085606.375:ERROR:gpu\command_buffer\service\shared_context_state.cc:1363] : SharedContextState context lost via ARB/EXT_robustness. Reset status = GL_UNKNOWN_CONTEXT_RESET_KHR
GpuProcessHost: The GPU process crashed!
[48716:41668:0918/085606.808:VERBOSE1:components\viz\service\main\viz_main_impl.cc:85] : VizNullHypothesis is disabled (not a warning)

libpng warning: iCCP: known incorrect sRGB profile
libpng warning: iCCP: known incorrect sRGB profile
libpng warning: iCCP: known incorrect sRGB profile
[41416:44368:0918/085530.877:ERROR:chrome\browser\ui\webui\ntp\new_tab_ui.cc:55] Requested load of chrome://newtab/ for incorrect profile type.
[44812:46452:0918/085606.375:ERROR:ui\gl\angle_platform_impl.cc:49] Renderer11.cpp:2209 (virtual rx::Renderer11::testDeviceLost): The D3D11 device was removed. HRESULT: 0x887A0007 'The GPU will not respond to more commands, most likely because of an invalid command passed by the calling application.'
ERR: Renderer11.cpp:2209 (virtual rx::Renderer11::testDeviceLost): The D3D11 device was removed. HRESULT: 0x887A0007
[44812:46452:0918/085606.375:ERROR:gpu\command_buffer\service\shared_context_state.cc:1363] SharedContextState Context lost via ARB_robustness. Reset status = GL_UNKNOWN_CONTEXT_RESET_ARB
[44812:46452:0918/085606.375:ERROR:components\viz\service\gl\exit_code.cc:13] Restarting GPU process due to unrecoverable error. Context was lost.
[41416:44368:0918/085606.609:ERROR:content\browser\gpu\gpu_process_host.cc:955] GPU process exited unexpectedly: exit_code=34

解决方案

抱歉，这个问题我们没有找到彻底的解决方案。CPU占用率高、GPU占用率低、几乎不占用显存是这个原因导致的，参考：Mars3D和Cesium三维GIS页面CPU占用高GPU占用低的解决方法 。在寻找解决方案的过程中，我们得到了以下结论，仅供参考。

1、减小火星3D画布大小，降低使用强度，可以延长显卡崩溃的时间。

2、三维连续5~6天高负荷运行，崩溃后重启浏览器无效，可能是由显卡超负荷运行导致的。