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欢迎回到 Vulkan 学习之旅！
在上一篇中，我们成功创建了一个 Vulkan 实例。如果你当时试着故意传错一些参数（比如把扩展数量填成 0），你会发现程序可能直接崩溃，或者什么都不显示，但控制台里没有任何报错信息。
这就是 Vulkan 的“冷酷”之处。为了追求极致的性能，Vulkan 的驱动程序在默认情况下几乎不做任何错误检查。
你传了空指针？驱动：好吧，我读。->Crash
你用了不支持的纹理格式？驱动：行，我画。->黑屏
为了不让我们在 Debug 时发疯，Vulkan 引入了Validation Layers (校验层)。它像是一个中间人，拦截你的所有 API 调用，检查参数是否合规。如果发现问题，它会像严厉的老师一样详细地告诉你：“嘿，你在第几行犯了错，根据规范你应该这样做...”。
今天，我们就把这位“守护天使”请进我们的代码里。
策略：Debug 开启，Release 关闭
校验层虽然好，但它会消耗额外的 CPU 资源。因此，我们的策略是：开发时开启，发布时关闭。
在HelloVulkanApp类定义的上方，我们添加一些全局常量来控制这个逻辑：
// 如果定义了 NDEBUG (通常在 Release 模式下)，则关闭校验层 #ifdef NDEBUG const bool enableValidationLayers = false; #else const bool enableValidationLayers = true; #endif // 我们需要请求的标准校验层名称 const std::vector<const char*> validationLayers = { "VK_LAYER_KHRONOS_validation" };小知识：
VK_LAYER_KHRONOS_validation是一个“全家桶”校验层，包含了参数检查、线程安全检查、内存泄漏检测等所有标准功能。Vulkan SDK 已经自带了它。
检查校验层是否可用
虽然我们装了 SDK，但为了代码的健壮性，我们得先问问 Vulkan：“这个校验层真的存在吗？”
在类中添加一个辅助函数checkValidationLayerSupport：
bool checkValidationLayerSupport() { uint32_t layerCount; vkEnumerateInstanceLayerProperties(&layerCount, nullptr); std::vector<VkLayerProperties> availableLayers(layerCount); vkEnumerateInstanceLayerProperties(&layerCount, availableLayers.data()); // 遍历我们需要的所有 layer，看看能不能在 availableLayers 里找到 for (const char* layerName : validationLayers) { bool layerFound = false; for (const auto& layerProperties : availableLayers) { if (strcmp(layerName, layerProperties.layerName) == 0) { layerFound = true; break; } } if (!layerFound) { return false; } } return true; }升级createInstance
现在我们需要修改上一节[Vulkan 学习之路] 02 - 万物起源：创建 Vulkan 实例 (Instance)-CSDN博客写的createInstance函数。
我们需要做两件事：
如果启用了校验层，将其添加到
VkInstanceCreateInfo中。为了接收校验层发出的报错信息，我们需要启用一个额外的扩展：
VK_EXT_debug_utils。
为了代码整洁，我们把获取扩展的逻辑抽离出来：
std::vector<const char*> getRequiredExtensions() { uint32_t glfwExtensionCount = 0; const char** glfwExtensions; glfwExtensions = glfwGetRequiredInstanceExtensions(&glfwExtensionCount); std::vector<const char*> extensions(glfwExtensions, glfwExtensions + glfwExtensionCount); if (enableValidationLayers) { // 如果开启调试，必须加上 Debug Utils 扩展 extensions.push_back(VK_EXT_DEBUG_UTILS_EXTENSION_NAME); } return extensions; }然后更新createInstance：
void createInstance() { // 1. 先检查支持 if (enableValidationLayers && !checkValidationLayerSupport()) { throw std::runtime_error("validation layers requested, but not available!"); } // ... appInfo 设置保持不变 ... VkInstanceCreateInfo createInfo{}; createInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_INSTANCE_CREATE_INFO; createInfo.pApplicationInfo = &appInfo; // 2. 使用新函数获取扩展 auto extensions = getRequiredExtensions(); createInfo.enabledExtensionCount = static_cast<uint32_t>(extensions.size()); createInfo.ppEnabledExtensionNames = extensions.data(); // 3. 设置校验层 if (enableValidationLayers) { createInfo.enabledLayerCount = static_cast<uint32_t>(validationLayers.size()); createInfo.ppEnabledLayerNames = validationLayers.data(); } else { createInfo.enabledLayerCount = 0; } if (vkCreateInstance(&createInfo, nullptr, &instance) != VK_SUCCESS) { throw std::runtime_error("failed to create instance!"); } }建立信使 (Debug Messenger)
现在校验层已经开启了，但如果它发现了错误，它该怎么告诉我们呢？我们需要注册一个回调函数（Callback）。
定义回调函数
这是一个静态函数，格式由 Vulkan 规定。我们简单地把错误信息打印到控制台：
static VKAPI_ATTR VkBool32 VKAPI_CALL debugCallback( VkDebugUtilsMessageSeverityFlagBitsEXT messageSeverity, VkDebugUtilsMessageTypeFlagsEXT messageType, const VkDebugUtilsMessengerCallbackDataEXT* pCallbackData, void* pUserData) { // messageSeverity 可以用来判断是 警告(Warning) 还是 错误(Error) std::cerr << "validation layer: " << pCallbackData->pMessage << std::endl; // 返回 VK_FALSE 表示不要中断 Vulkan 调用（除非你想让程序崩溃） return VK_FALSE; }加载扩展函数 (这里的坑比较深)
vkCreateDebugUtilsMessengerEXT是一个扩展函数，不是 Vulkan 核心加载器的一部分。这意味着我们不能直接调用它，需要动态获取它的函数地址。
我们在类定义之前添加这两个代理函数：
VkResult CreateDebugUtilsMessengerEXT(VkInstance instance, const VkDebugUtilsMessengerCreateInfoEXT* pCreateInfo, const VkAllocationCallbacks* pAllocator, VkDebugUtilsMessengerEXT* pDebugMessenger) { auto func = (PFN_vkCreateDebugUtilsMessengerEXT) vkGetInstanceProcAddr(instance, "vkCreateDebugUtilsMessengerEXT"); if (func != nullptr) { return func(instance, pCreateInfo, pAllocator, pDebugMessenger); } else { return VK_ERROR_EXTENSION_NOT_PRESENT; } } void DestroyDebugUtilsMessengerEXT(VkInstance instance, VkDebugUtilsMessengerEXT debugMessenger, const VkAllocationCallbacks* pAllocator) { auto func = (PFN_vkDestroyDebugUtilsMessengerEXT) vkGetInstanceProcAddr(instance, "vkDestroyDebugUtilsMessengerEXT"); if (func != nullptr) { func(instance, debugMessenger, pAllocator); } }配置 Messenger
在类中添加setupDebugMessenger函数。我们在这里告诉 Vulkan：我们关心哪些级别的日志（比如警告和错误），以及出了问题去找哪个回调函数。
// 成员变量 VkDebugUtilsMessengerEXT debugMessenger; void setupDebugMessenger() { if (!enableValidationLayers) return; VkDebugUtilsMessengerCreateInfoEXT createInfo{}; createInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_DEBUG_UTILS_MESSENGER_CREATE_INFO_EXT; // 过滤日志级别：我们要看 详细信息(Verbose)、警告(Warning) 和 错误(Error) createInfo.messageSeverity = VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_SEVERITY_VERBOSE_BIT_EXT | VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_SEVERITY_WARNING_BIT_EXT | VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_SEVERITY_ERROR_BIT_EXT; // 过滤消息类型 createInfo.messageType = VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_TYPE_GENERAL_BIT_EXT | VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_TYPE_VALIDATION_BIT_EXT | VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_TYPE_PERFORMANCE_BIT_EXT; // 绑定刚才写的回调函数 createInfo.pfnUserCallback = debugCallback; if (CreateDebugUtilsMessengerEXT(instance, &createInfo, nullptr, &debugMessenger) != VK_SUCCESS) { throw std::runtime_error("failed to set up debug messenger!"); } }组装与清理
最后一步，把这一切串起来。
修改initVulkan：
void initVulkan() { createInstance(); setupDebugMessenger(); // <--- 必须在 createInstance 之后 }修改cleanup：
void cleanup() { if (enableValidationLayers) { DestroyDebugUtilsMessengerEXT(instance, debugMessenger, nullptr); } vkDestroyInstance(instance, nullptr); glfwDestroyWindow(window); glfwTerminate(); }完整代码：
#define GLFW_INCLUDE_VULKAN #include <GLFW/glfw3.h> #include <iostream> #include <stdexcept> #include <vector> #include <cstring> #include <cstdlib> const uint32_t WIDTH = 800; const uint32_t HEIGHT = 600; const std::vector<const char*> validationLayers = { "VK_LAYER_KHRONOS_validation" }; #ifdef NDEBUG const bool enableValidationLayers = false; #else const bool enableValidationLayers = true; #endif VkResult CreateDebugUtilsMessengerEXT(VkInstance instance, const VkDebugUtilsMessengerCreateInfoEXT* pCreateInfo, const VkAllocationCallbacks* pAllocator, VkDebugUtilsMessengerEXT* pDebugMessenger) { auto func = (PFN_vkCreateDebugUtilsMessengerEXT) vkGetInstanceProcAddr(instance, "vkCreateDebugUtilsMessengerEXT"); if (func != nullptr) { return func(instance, pCreateInfo, pAllocator, pDebugMessenger); } else { return VK_ERROR_EXTENSION_NOT_PRESENT; } } void DestroyDebugUtilsMessengerEXT(VkInstance instance, VkDebugUtilsMessengerEXT debugMessenger, const VkAllocationCallbacks* pAllocator) { auto func = (PFN_vkDestroyDebugUtilsMessengerEXT) vkGetInstanceProcAddr(instance, "vkDestroyDebugUtilsMessengerEXT"); if (func != nullptr) { func(instance, debugMessenger, pAllocator); } } class HelloTriangleApplication { public: void run() { initWindow(); initVulkan(); mainLoop(); cleanup(); } private: GLFWwindow* window; VkInstance instance; VkDebugUtilsMessengerEXT debugMessenger; void initWindow() { glfwInit(); glfwWindowHint(GLFW_CLIENT_API, GLFW_NO_API); glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, GLFW_FALSE); window = glfwCreateWindow(WIDTH, HEIGHT, "Vulkan", nullptr, nullptr); } void initVulkan() { createInstance(); setupDebugMessenger(); } void mainLoop() { while (!glfwWindowShouldClose(window)) { glfwPollEvents(); } } void cleanup() { if (enableValidationLayers) { DestroyDebugUtilsMessengerEXT(instance, debugMessenger, nullptr); } vkDestroyInstance(instance, nullptr); glfwDestroyWindow(window); glfwTerminate(); } void createInstance() { if (enableValidationLayers && !checkValidationLayerSupport()) { throw std::runtime_error("validation layers requested, but not available!"); } VkApplicationInfo appInfo{}; appInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_APPLICATION_INFO; appInfo.pApplicationName = "Hello Triangle"; appInfo.applicationVersion = VK_MAKE_VERSION(1, 0, 0); appInfo.pEngineName = "No Engine"; appInfo.engineVersion = VK_MAKE_VERSION(1, 0, 0); appInfo.apiVersion = VK_API_VERSION_1_0; VkInstanceCreateInfo createInfo{}; createInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_INSTANCE_CREATE_INFO; createInfo.pApplicationInfo = &appInfo; auto extensions = getRequiredExtensions(); createInfo.enabledExtensionCount = static_cast<uint32_t>(extensions.size()); createInfo.ppEnabledExtensionNames = extensions.data(); VkDebugUtilsMessengerCreateInfoEXT debugCreateInfo{}; if (enableValidationLayers) { createInfo.enabledLayerCount = static_cast<uint32_t>(validationLayers.size()); createInfo.ppEnabledLayerNames = validationLayers.data(); populateDebugMessengerCreateInfo(debugCreateInfo); createInfo.pNext = (VkDebugUtilsMessengerCreateInfoEXT*) &debugCreateInfo; } else { createInfo.enabledLayerCount = 0; createInfo.pNext = nullptr; } if (vkCreateInstance(&createInfo, nullptr, &instance) != VK_SUCCESS) { throw std::runtime_error("failed to create instance!"); } } void populateDebugMessengerCreateInfo(VkDebugUtilsMessengerCreateInfoEXT& createInfo) { createInfo = {}; createInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_DEBUG_UTILS_MESSENGER_CREATE_INFO_EXT; createInfo.messageSeverity = VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_SEVERITY_VERBOSE_BIT_EXT | VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_SEVERITY_WARNING_BIT_EXT | VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_SEVERITY_ERROR_BIT_EXT; createInfo.messageType = VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_TYPE_GENERAL_BIT_EXT | VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_TYPE_VALIDATION_BIT_EXT | VK_DEBUG_UTILS_MESSAGE_TYPE_PERFORMANCE_BIT_EXT; createInfo.pfnUserCallback = debugCallback; } void setupDebugMessenger() { if (!enableValidationLayers) return; VkDebugUtilsMessengerCreateInfoEXT createInfo; populateDebugMessengerCreateInfo(createInfo); if (CreateDebugUtilsMessengerEXT(instance, &createInfo, nullptr, &debugMessenger) != VK_SUCCESS) { throw std::runtime_error("failed to set up debug messenger!"); } } std::vector<const char*> getRequiredExtensions() { uint32_t glfwExtensionCount = 0; const char** glfwExtensions; glfwExtensions = glfwGetRequiredInstanceExtensions(&glfwExtensionCount); std::vector<const char*> extensions(glfwExtensions, glfwExtensions + glfwExtensionCount); if (enableValidationLayers) { extensions.push_back(VK_EXT_DEBUG_UTILS_EXTENSION_NAME); } return extensions; } bool checkValidationLayerSupport() { uint32_t layerCount; vkEnumerateInstanceLayerProperties(&layerCount, nullptr); std::vector<VkLayerProperties> availableLayers(layerCount); vkEnumerateInstanceLayerProperties(&layerCount, availableLayers.data()); for (const char* layerName : validationLayers) { bool layerFound = false; for (const auto& layerProperties : availableLayers) { if (strcmp(layerName, layerProperties.layerName) == 0) { layerFound = true; break; } } if (!layerFound) { return false; } } return true; } static VKAPI_ATTR VkBool32 VKAPI_CALL debugCallback(VkDebugUtilsMessageSeverityFlagBitsEXT messageSeverity, VkDebugUtilsMessageTypeFlagsEXT messageType, const VkDebugUtilsMessengerCallbackDataEXT* pCallbackData, void* pUserData) { std::cerr << "validation layer: " << pCallbackData->pMessage << std::endl; return VK_FALSE; } }; int main() { HelloTriangleApplication app; try { app.run(); } catch (const std::exception& e) { std::cerr << e.what() << std::endl; return EXIT_FAILURE; } return EXIT_SUCCESS; }见证奇迹：故意犯个错
现在，编译并运行你的程序。如果是 Debug 模式，一切应该正常运行（黑窗口）。
怎么确认它生效了？
我们在 cleanup 里的 vkDestroyInstance 之前，故意加一行错误代码：
vkDestroyInstance(nullptr, nullptr);再次运行，查看 Visual Studio 的“输出”窗口（Output）或者控制台窗口。你应该会看到类似这样的红色警告：
validation layer:Validation Error: [ VUID-vkDestroyInstance-instance-parameter ] Object 0: VK_NULL_HANDLE, type = VK_OBJECT_TYPE_INSTANCE; | MessageID = 0x8a62378b | Invalid VkInstance Object 0x0.
这行报错简直是天籁之音！它告诉了我们错误的位置、类型以及原因。
从今天起，你不再是一个人在战斗。Validation Layers 将是你学习 Vulkan 路上最忠实的伙伴。
下一步
环境安全了，是时候干点硬核的了。下一篇，我们将开始挑选物理设备 (Physical Devices)，看看你的显卡到底支持哪些 Vulkan 特性！
详见：Validation layers - Vulkan Tutorial
