feat(d3d12): 新增纹理资源类，修复 Surface 重复释放问题

核心变更： - 新增 d3d12_texture 和 d3d12_render_texture 类 - 新增 d3d12_texture_init_info 结构，支持三种资源创建方式 - 新增 D3D12Helpers.h，提供堆属性辅助结构 - 改用 utl::free_list 管理 surface，解决重复释放问题 - 为 d3d12_surface 添加移动语义，支持撕裂检测文档完善： - 为 FreeList.h 和 Vector.h 添加完整 Doxygen 中文注释 - 更新 D3D12 学习 Wiki，添加 SRV、资源创建方式、纹理资源类章节 - 新增变更记录文档
2026-04-01 16:15:12 +08:00
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+++ b/docs/changelogs/2026-03/20260331-surface-freelist-refactor.md
@@ -0,0 +1,404 @@
+# 变更记录：Surface 管理重构、纹理资源与文档完善
+
+**提交日期**: 2026-04-01  
+**提交哈希**: `b72fcf4`  
+**变更类型**: Bug修复 + 功能新增 + 文档完善
+
+---
+
+## 变更概述
+
+本次提交修复了 surface 管理中的资源重复释放问题，新增纹理资源类，并为容器和 D3D12 资源添加了完整的文档。
+
+## 修改文件
+
+### 核心修复
+
+| 文件 | 变更说明 |
+|------|----------|
+| `D3D12Core.cpp` | 改用 `utl::free_list<d3d12_surface>` 管理 surface |
+| `D3D12Surface.h` | 添加移动语义，禁用拷贝，支持撕裂检测 |
+| `D3D12Surface.cpp` | 完善交换链创建和资源释放逻辑 |
+
+### 新增功能
+
+| 文件 | 变更说明 |
+|------|----------|
+| `D3D12Helpers.h` | 新增堆属性辅助结构 `d3dx::heap_properties` |
+| `D3D12Resources.h` | 新增 `d3d12_texture_init_info`、`d3d12_texture`、`d3d12_render_texture` 类 |
+| `D3D12Resource.cpp` | 实现纹理资源创建和 SRV 绑定 |
+
+### 文档完善
+
+| 文件 | 变更说明 |
+|------|----------|
+| `FreeList.h` | 添加完整 Doxygen 中文注释 |
+| `Vector.h` | 添加完整 Doxygen 中文注释 |
+
+---
+
+## Bug 修复详情
+
+### 问题：Surface 重复释放
+
+**现象**：关闭多个窗口时，`release()` 被调用超过预期次数，导致空指针崩溃。
+
+**根本原因**：
+
+1. **手动调用析构函数**：
+   ```cpp
+   // 错误做法
+   surfaces[id].~d3d12_surface();  // 对象仍在 vector 中
+   // vector 析构时会再次调用析构函数
+   ```
+
+2. **Vector 扩容浅拷贝**：
+   ```
+   vector 扩容时：
+   1. 分配新内存
+   2. 移动元素（默认移动是浅拷贝）
+   3. 析构旧元素 → 释放资源
+   4. 新元素持有悬空指针 → 崩溃
+   ```
+
+3. **描述符句柄未重置**：
+   ```cpp
+   core::rtv_heap().free(data.rtv);
+   // free() 只修改局部变量，data.rtv 仍指向已释放的描述符
+   ```
+
+### 解决方案
+
+#### 1. 使用 `utl::free_list` 替代 `utl::vector`
+
+```cpp
+// D3D12Core.cpp
+using surface_collection = utl::free_list<d3d12_surface>;
+surface_collection surfaces;
+
+// 创建 surface
+surface create_surface(platform::window window)
+{
+    surfaces.emplace_back(window);
+    surface_id id{ (u32)surfaces.size() - 1 };
+    surfaces[id].create_swap_chain(...);
+    return surface{id};
+}
+
+// 删除 surface
+void remove_surface(surface_id id)
+{
+    gfx_command.flush();
+    surfaces.remove(id);  // free_list 的 remove 正确处理
+}
+```
+
+#### 2. 实现移动语义
+
+```cpp
+class d3d12_surface
+{
+public:
+    // 移动构造函数
+    d3d12_surface(d3d12_surface&& other) noexcept
+        : _swap_chain{other._swap_chain}
+        , _window{other._window}
+        // ... 转移所有资源
+    {
+        other._swap_chain = nullptr;  // 源对象置空
+    }
+
+    // 禁用拷贝
+    d3d12_surface(const d3d12_surface&) = delete;
+    d3d12_surface& operator=(const d3d12_surface&) = delete;
+};
+```
+
+#### 3. 重置描述符句柄
+
+```cpp
+void d3d12_surface::release()
+{
+    for(u32 i = 0; i < frame_buffer_count; ++i)
+    {
+        render_target_data& data{ _render_target_data[i] };
+        core::release(data.resource);
+        core::rtv_heap().free(data.rtv);
+        data.rtv = {};  // 重置句柄，防止重复释放
+    }
+    core::release(_swap_chain);
+}
+```
+
+---
+
+## FreeList 容器详解
+
+### 数据结构原理
+
+`utl::free_list` 使用空闲链表管理已删除的槽位：
+
+```
+初始状态:
+_array: [ 空 | 空 | 空 | 空 ]
+_next_free_index = invalid_id
+_size = 0
+
+添加元素 A、B、C 后:
+_array: [ A | B | C | 空 ]
+_next_free_index = invalid_id
+_size = 3
+
+删除元素 B 后（槽位 1 被标记为空闲）:
+_array: [ A | ->2 | C | 空 ]   // 槽位 1 存储下一个空闲索引
+_next_free_index = 1
+_size = 2
+
+添加新元素 D 时（复用槽位 0）:
+_array: [ D | ->2 | C | 空 ]
+_next_free_index = 1
+_size = 2
+```
+
+### 核心优势
+
+| 特性 | 说明 |
+|------|------|
+| **O(1) 增删** | 新增和删除操作近似常数时间 |
+| **槽位复用** | 删除后的槽位被回收，避免频繁内存分配 |
+| **稳定索引** | 使用 u32 索引作为外部句柄，与 ID 系统配合 |
+| **内存紧凑** | 底层使用连续内存，缓存友好 |
+
+### 与 Vector 的区别
+
+| 特性 | free_list | vector |
+|------|-----------|--------|
+| 删除操作 | O(1)，槽位复用 | O(n) 需要移动元素 |
+| 索引稳定性 | 删除后索引可能被复用 | 删除后索引失效 |
+| 内存碎片 | 无碎片，槽位复用 | 删除后内存不释放 |
+| 适用场景 | 游戏对象、资源句柄 | 顺序容器、临时数据 |
+
+---
+
+## Vector 容器详解
+
+### 析构策略
+
+模板参数 `destruct` 控制元素析构行为：
+
+```cpp
+// 默认：删除时调用析构函数
+utl::vector<std::string> strings;  // destruct = true
+
+// POD 类型优化：跳过析构
+utl::vector<float, false> vertices;  // destruct = false
+```
+
+### 扩容策略
+
+```
+扩容公式：new_capacity = (old_capacity + 1) * 3 / 2
+
+初始容量 0 → 1
+容量 4 → 6
+容量 10 → 15
+```
+
+### 无序删除优化
+
+```cpp
+// 普通删除：O(n)，保持顺序
+vec.erase(index);
+
+// 无序删除：O(1)，用末尾元素替换
+vec.erase_unordered(index);  // 适用于顺序不重要的场景
+```
+
+---
+
+## 交换链详解
+
+### 核心职责
+
+交换链连接窗口与渲染管线，管理一组后台缓冲区，并通过 `Present()` 实现缓冲区翻转，将绘制内容显示到窗口。
+
+**交换链只负责**：
+- 缓冲区的分配与翻转
+
+**开发者需显式完成**：
+- 绑定渲染目标（`OMSetRenderTargets`）
+- GPU 同步（Fence）
+- 状态转换（资源屏障）
+
+### 标准使用流程
+
+```
+1. 获取当前后台缓冲区（GetBuffer）
+       ↓
+2. 将其绑定为渲染目标（OMSetRenderTargets）
+       ↓
+3. 执行绘制命令（写入该缓冲区）
+       ↓
+4. 提交命令并同步（Fence）
+       ↓
+5. 调用 Present（翻转缓冲区，显示图像）
+```
+
+### 职责边界
+
+| 操作 | 负责方 | 说明 |
+|------|--------|------|
+| 缓冲区分配 | 交换链 | 创建指定数量的后台缓冲区 |
+| 缓冲区翻转 | 交换链 | `Present()` 切换前后缓冲区 |
+| 渲染目标绑定 | 开发者 | `OMSetRenderTargets()` 绑定 RTV |
+| GPU 同步 | 开发者 | 使用 Fence 确保 GPU 完成渲染 |
+| 状态转换 | 开发者 | 资源屏障管理缓冲区状态 |
+| 窗口大小调整 | 开发者 | 调用 `ResizeBuffers()` 重新分配 |
+
+---
+
+## SRV 创建与资源创建方式
+
+### CreateShaderResourceView 参数说明
+
+```cpp
+void CreateShaderResourceView(
+    ID3D12Resource *pResource,
+    const D3D12_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC *pDesc,
+    D3D12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE DestDescriptor
+);
+```
+
+| 参数 | 说明 |
+|------|------|
+| `pResource` | 要创建 SRV 的 GPU 资源指针（必须是有效资源，不能为 nullptr） |
+| `pDesc` | 视图描述符，指定格式、维度、Mip 级别范围等。为 `nullptr` 时使用资源默认属性 |
+| `DestDescriptor` | SRV 描述符堆中 CPU 描述符句柄的位置 |
+
+**关键点**：
+- `pDesc` 为 `nullptr` 时，视图描述符默认使用资源本身的格式和全部子资源（空描述符初始化）
+- 同一个资源可以创建多个不同的 SRV（不同格式、不同 Mip 切片）
+
+### D3D12 资源创建函数对比
+
+| 函数 | 堆类型 | 说明 |
+|------|--------|------|
+| `CreateCommittedResource` | 隐式堆 | D3D12 自动分配堆，资源直接映射。适用于大多数常规资源 |
+| `CreatePlacedResource` | 显式堆 | 资源放置在用户创建的堆的特定偏移位置。用于精确控制内存布局 |
+| `CreateReservedResource` | 预留资源 | 仅预留虚拟地址，不提交物理内存。用于稀疏资源，支持流式加载 |
+
+**选择建议**：
+- **Committed**：最常用，堆由系统隐式管理
+- **Placed**：需要显式堆，资源放置于堆的指定偏移
+- **Reserved**：仅预留虚拟地址，用于稀疏资源，实现内存的按需提交
+
+---
+
+## 纹理资源类
+
+### d3d12_texture_init_info 结构
+
+纹理初始化信息结构，支持三种资源创建方式：
+
+```cpp
+struct d3d12_texture_init_info
+{
+    ID3D12Heap1*                        heap{nullptr};           // 显式堆（Placed Resource）
+    ID3D12Resource*                     resource{nullptr};       // 已有资源（直接使用）
+    D3D12_SHADER_RESOURCE_VIEW_DESC*    srv_desc{nullptr};       // SRV 描述（nullptr 使用默认）
+    D3D12_RESOURCE_DESC*                desc{nullptr};           // 资源描述
+    D3D12_RESOURCE_ALLOCATION_INFO1     allocation_info{};       // 分配信息（偏移量）
+    D3D12_RESOURCE_STATES               initial_state{};         // 初始状态
+    D3D12_CLEAR_VALUE                   clear_value{};           // 清除值（RTV/DSV）
+};
+```
+
+### d3d12_texture 类
+
+基础纹理类，封装资源创建和 SRV 绑定：
+
+```cpp
+class d3d12_texture
+{
+public:
+    constexpr static u32 max_mips{ 14 };
+    
+    explicit d3d12_texture(d3d12_texture_init_info info);
+    
+    // 移动语义
+    d3d12_texture(d3d12_texture&& o);
+    d3d12_texture& operator=(d3d12_texture&& o);
+    
+    // 禁用拷贝
+    DISABLE_COPY(d3d12_texture);
+    
+    void release();
+    ID3D12Resource* resource() const;
+    descriptor_handle srv() const;
+    
+private:
+    ID3D12Resource* _resource{nullptr};
+    descriptor_handle _srv;
+};
+```
+
+### 资源创建逻辑
+
+```cpp
+d3d12_texture::d3d12_texture(d3d12_texture_init_info info)
+{
+    // 优先级 1：使用已有资源
+    if (info.resource) {
+        _resource = info.resource;
+    }
+    // 优先级 2：Placed Resource（显式堆）
+    else if (info.heap && info.desc) {
+        device->CreatePlacedResource(
+            info.heap,
+            info.allocation_info.Offset,
+            info.desc, ...);
+    }
+    // 优先级 3：Committed Resource（隐式堆）
+    else if (info.desc) {
+        device->CreateCommittedResource(
+            &d3dx::heap_properties.default_heap,
+            D3D12_HEAP_FLAG_NONE,
+            info.desc, ...);
+    }
+    
+    // 创建 SRV
+    _srv = core::srv_heap().allocate();
+    device->CreateShaderResourceView(_resource, info.srv_desc, _srv.cpu);
+}
+```
+
+### d3dx::heap_properties 辅助结构
+
+```cpp
+namespace XEngine::graphics::d3d12::d3dx
+{
+constexpr struct {
+    D3D12_HEAP_PROPERTIES default_heap{
+        D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT,         // GPU 可读写，CPU 不可访问
+        D3D12_CPU_PAGE_PROPERTY_UNKNOWN,
+        D3D12_MEMORY_POOL_UNKNOWN,
+        0,                               // 单 GPU 系统
+        0
+    };
+} heap_properties;
+}
+```
+
+---
+
+## 后续工作
+
+- [ ] 实现深度模板视图
+- [ ] 渲染第一个三角形
+- [ ] 实现根签名和管线状态对象
+
+---
+
+## 相关文档
+
+- [D3D12学习Wiki](../wiki/D3D12学习Wiki.md)