大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
前言:
协程在Unity
中是一个很重要的概念,我们知道,在使用Unity
进行游戏开发时,一般(注意是一般)不考虑多线程,那么如何处理一些在主任务之外的需求呢,Unity
给我们提供了协程这种方式
为啥在Unity中一般不考虑多线程
- 因为在
Unity
中,只能在主线程中获取物体的组件、方法、对象,如果脱离这些,Unity
的很多功能无法实现,那么多线程的存在与否意义就不大了
既然这样,线程与协程有什么区别呢:
- 对于协程而言,同一时间只能执行一个协程,而线程则是并发的,可以同时有多个线程在运行
- 两者在内存的使用上是相同的,共享堆,不共享栈
其实对于两者最关键,最简单的区别是微观上线程是并行(对于多核CPU)的,而协程是串行的,如果你不理解没有关系,通过下面的解释你就明白了
关于协程
1,什么是协程
协程,从字面意义上理解就是协助程序的意思,我们在主任务进行的同时,需要一些分支任务配合工作来达到最终的效果
稍微形象的解释一下,想象一下,在进行主任务的过程中我们需要一个对资源消耗极大的操作时候,如果在一帧中实现这样的操作,游戏就会变得十分卡顿,这个时候,我们就可以通过协程,在一定帧内完成该工作的处理,同时不影响主任务的进行
2,协程的原理
首先需要了解协程不是线程,协程依旧是在主线程中进行
然后要知道协程是通过迭代器来实现功能的,通过关键字IEnumerator
来定义一个迭代方法,注意使用的是IEnumerator
,而不是IEnumerable
:
两者之间的区别:
IEnumerator
:是一个实现迭代器功能的接口IEnumerable
:是在IEnumerator
基础上的一个封装接口,有一个GetEnumerator()
方法返回IEnumerator
在迭代器中呢,最关键的是yield
的使用,这是实现我们协程功能的主要途径,通过该关键方法,可以使得协程的运行暂停、记录下一次启动的时间与位置等等:
关于迭代器的具体解释:
- 可以参考:C#官方文档关于迭代器的具体描述
由于yield
在协程中的特殊性,与关键性,我们到后面在单独解释,先介绍一下协程如何通过代码实现
3、协程的使用
首先通过一个迭代器定义一个返回值为IEnumerator
的方法,然后再程序中通过StartCoroutine
来开启一个协程即可:
在正式开始代码之前,需要了解StartCoroutine
的两种重载方式:
StartCoroutine(string methodName)
:这种是没有参数的情况,直接通过方法名(字符串形式)来开启协程StartCoroutine(IEnumerator routine)
:通过方法形式调用StartCoroutine(string methodName,object values)
:带参数的通过方法名进行调用
协程开启的方式主要是上面的三种形式,如果你还是不理解,可以查看下面代码:
//通过迭代器定义一个方法
IEnumerator Demo(int i)
{
//代码块
yield return 0;
//代码块
}
//在程序种调用协程
public void Test()
{
//第一种与第二种调用方式,通过方法名与参数调用
StartCoroutine("Demo", 1);
//第三种调用方式, 通过调用方法直接调用
StartCoroutine(Demo(1));
}
在一个协程开始后,同样会对应一个结束协程的方法StopCoroutine
与StopAllCoroutines
两种方式,但是需要注意的是,两者的使用需要遵循一定的规则,在介绍规则之前,同样介绍一下关于StopCoroutine
重载:
StopCoroutine(string methodName)
:通过方法名(字符串)来进行StopCoroutine(IEnumerator routine)
:通过方法形式来调用StopCoroutine(Coroutine routine)
:通过指定的协程来关闭
刚刚我们说到他们的使用是有一定的规则的,那么规则是什么呢,答案是前两种结束协程方法的使用上,如果我们是使用StartCoroutine(string methodName)
来开启一个协程的,那么结束协程就只能使用StopCoroutine(string methodName)
和StopCoroutine(Coroutine routine)
来结束协程,可以在文档中找到这句话:
4、关于yield
在上面,我们已经知道yield
的关键性,要想理解协程,就要理解yield
如果你了解Unity
的脚本的生命周期,你一定对yield
这几个关键词很熟悉,没错,yield
也是脚本生命周期的一些执行方法,不同的yield
的方法处于生命周期的不同位置,可以通过下图查看:
通过这张图可以看出大部分yield
位置Update
与LateUpdate
之间,而一些特殊的则分布在其他位置,这些yield
代表什么意思呢,又为啥位于这个位置呢
首先解释一下位于Update
与LateUpdate
之间这些yield 的含义:
-
yield return null
; 暂停协程等待下一帧继续执行 -
yield return 0或其他数字
; 暂停协程等待下一帧继续执行 -
yield return new WairForSeconds(时间)
; 等待规定时间后继续执行 -
yield return StartCoroutine("协程方法名")
;开启一个协程(嵌套协程)
在了解这些yield的方法后,可以通过下面的代码来理解其执行顺序:
void Update()
{
Debug.Log("001");
StartCoroutine("Demo");
Debug.Log("003");
}
private void LateUpdate()
{
Debug.Log("005");
}
IEnumerator Demo()
{
Debug.Log("002");
yield return 0;
Debug.Log("004");
}
将上面的脚本挂载到物体上,运行游戏场景,来查看打印的日志,可以看到下面的日志记录:
可以很清晰的看出,协程虽然是在Update
中开启,但是关于yield return null
后面的代码会在下一帧运行,并且是在Update执行完之后才开始执行,但是会在LateUpdate
之前执行
接下来看几个特殊的yield
,他们是用在一些特殊的区域,一般不会有机会去使用,但是对于某些特殊情况的应对会很方便
yield return GameObject
; 当游戏对象被获取到之后执行yield return new WaitForFixedUpdate()
:等到下一个固定帧数更新yield return new WaitForEndOfFrame()
:等到所有相机画面被渲染完毕后更新yield break
; 跳出协程对应方法,其后面的代码不会被执行
通过上面的一些yield
一些用法以及其在脚本生命周期中的位置,我们也可以看到关于协程不是线程的概念的具体的解释,所有的这些方法都是在主线程中进行的,只是有别于我们正常使用的Update
与LateUpdate
这些可视的方法
5、协程几个小用法
5.1、将一个复杂程序分帧执行:
如果一个复杂的函数对于一帧的性能需求很大,我们就可以通过yield return null
将步骤拆除,从而将性能压力分摊开来,最终获取一个流畅的过程,这就是一个简单的应用
举一个案例,如果某一时刻需要使用Update
读取一个列表,这样一般需要一个循环去遍历列表,这样每帧的代码执行量就比较大,就可以将这样的执行放置到协程中来处理:
public class Test : MonoBehaviour
{
public List<int> nums = new List<int> {
1, 2, 3, 4, 5, 6 };
private void Update()
{
if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
{
StartCoroutine(PrintNum(nums));
}
}
//通过协程分帧处理
IEnumerator PrintNum(List<int> nums)
{
foreach(int i in nums)
{
Debug.Log(i);
yield return null;
}
}
}
上面只是列举了一个小小的案例,在实际工作中会有一些很消耗性能的操作的时候,就可以通过这样的方式来进行性能消耗的分消
5.2、进行计时器工作
当然这种应用场景很少,如果我们需要计时器有很多其他更好用的方式,但是你可以了解是存在这样的操作的,要实现这样的效果,需要通过yield return new WaitForSeconds()
的延时执行的功能:
IEnumerator Test()
{
Debug.Log("开始");
yield return new WaitForSeconds(3);
Debug.Log("输出开始后三秒后执行我");
}
5.3、异步加载等功能
只要一说到异步,就必定离不开协程,因为在异步加载过程中可能会影响到其他任务的进程,这个时候就需要通过协程将这些可能被影响的任务剥离出来
常见的异步操作有:
AB
包资源的异步加载Reaources
资源的异步加载- 场景的异步加载
WWW
模块的异步请求
这些异步操作的实现都需要协程的支持,可以通过我之前的一篇场景加载界面实现的文章来理解该内容:
关于异步的文章:
总结
通过上面的一些操作,相信你应该理解协程的基本原理与用法,以及一些相关的小知识
因为协程本身也是一个比较复杂的概念,所以我的理解也可能有错误的地方,如果你发现文章中有哪些不正确的地方,欢迎留言指出< ^ _ ^ >
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