Unity协程深入

文章目录

Unity协程深入
- Unity协程简介
- Unity协程的用法
- 协程的原理
- 协程的缺陷
- 自己实现协程
- 参考

Unity协程简介

Unity中的协程能够允许我们将一个任务分散到多个帧中。注意：协程（协同执行）和多线程有本质区别。 协程不是线程，协程执行过程中仍然是在主线程中执行。协程实际上是Unity利用 C# 中的yield关键字来帮忙提供的一套模拟多线程的机制。

Unity协程的用法

首先来看下一个简单的协程示例，下面代码在案下“f”后开启一个协程。

class Example : MonoBehaviour
{void Update(){if (Input.GetKeyDown("f")){StartCoroutine(Test());}}IEnumerator Test(){yield retunr null;Debug.Log("111111111111111111");yield return new WaitForSeconds(.1f);Debug.Log("2222222222222222");}
}

我们可以看到 Test 方法的返回值是 IEnumerator,这是C#提供的迭代器，而中间的 yield return 则是语法糖，帮我们简化处理迭代器的内容。具体的迭代器相关文章可以看这里.
注意：

协程启动提供了字符串的方法，只有通过字符串方法启动的才能通过字符串方式停止。另外通过这种方法内部肯定是用了反射的方式，不太推荐。
协程开启需要额外的内存开销来跟踪对象，如果非常频繁（例如每一帧）那么使用Update或LateUpdate能获得更高的性能。

协程的原理

我们知道游戏是通过一帧一帧来运行的，那么协程是运行在哪里呢？。在Untiy官方帮助文档中给出了脚本生命周期流程图。大致的位置就是在Update和LateUpdate之间。

协程大致有如下几种：

yield return null; // 暂停协程等待下一帧继续执行
yield return 1; // 或其他数字 暂停协程等待下一帧继续执行
yield return new WairForSeconds(1); // 等待规定时间后继续执行
yield return DoCoroutine(); // 嵌套开启一个协程

协程的缺陷

依赖于MonoBehaviour
不能有返回值
回调复杂

自己实现协程

知道了协程的实现方法后我们可以知道实际上是可以脱离unity自行模拟协程相关的内容。

先实现一个死循环，提供模拟的update：

static void Main(string[] args) {List<MonoBehaviour> monoBehaviours = new List<MonoBehaviour>();monoBehaviours.Add(new MyGameObject()); // 模拟一个MonoBehaviourwhile (true) {// 模拟游戏循环foreach (var item in monoBehaviours){item.Update();	// 简易模拟updateitem.UpdateOver(); // 在这里处理协程相关内容}Thread.Sleep(16); // 假装过了一帧 16ms}
}

再提供一个假的MonoBehavioru

class MonoBehaviour {public MonoBehaviour() { Awake(); }// 存储所有的协程，用于遍历以及停止private HashSet<Coroutine> coroutines = new HashSet<Coroutine>();public Coroutine StartCoroutine(IEnumerator routine) {Coroutine coroutine = new Coroutine();coroutine.Add(routine);coroutines.Add(coroutine);return coroutine;}// 停止一个协程，本质上是将其移除， 后续就不会再触发了public void StopCoroutine(Coroutine routine) {coroutines.Remove(routine);}virtual public void Awake() {}virtual public void Update() {}virtual public void UpdateOver() {List<Coroutine> cors = new List<Coroutine>(coroutines);foreach (var item in cors) {if (item.MoveNext()) // 将协程（迭代器）迭代一次Console.WriteLine($"\t {item.Current}"); // 打印下当前对象elsecoroutines.Remove(item); // 协程结束}}
}

上面的Coroutine主要维护了保留当前迭代器器的信息，个人认为本质上也是一个迭代器。实现如下：

class Coroutine : IEnumerator {// 使用栈来存储当前运行的迭代器private Stack<IEnumerator> stack = new Stack<IEnumerator>();public void Add(IEnumerator enumerator) {stack.Push(enumerator);}public object Current // 获取当前对象，{get{if (stack.Count == 0) return null;return stack.Peek();}}// 迭代器迭代一次public bool MoveNext() {while (stack.Count > 0) {IEnumerator enumerator = stack.Peek();if (enumerator.MoveNext()) {if (enumerator.Current is IEnumerator) {// 如果是嵌套的迭代器，那么就入栈，依次进行迭代Add((IEnumerator)enumerator.Current);// 开启嵌套的协程}// 其他类型的都等下一帧再次进行迭代return true;}stack.Pop();}return false; // 当迭代完所有的迭代器后则认为结束，不能再移动到下一步}public void Reset() { }
}

框架以及搭好了，那么实现一个简单实现一个 WairForSeconds：

class WairForSeconds : IEnumerator {private float seconds;private bool start = false;private long timeStamp;public WairForSeconds(float seconds) {this.seconds = seconds;}public object Current => this;public bool MoveNext() {if (start == false) {start = true;timeStamp = DateTimeOffset.UtcNow.ToUnixTimeSeconds();}if (DateTimeOffset.UtcNow.ToUnixTimeSeconds() - timeStamp >= seconds) {return false;}return true;}public void Reset() { }
}

测试代码如下：

class MyGameObject : MonoBehaviour
{private int updateCount = 0;Coroutine coroutine;public override void Awake(){Console.WriteLine("Update start");coroutine = StartCoroutine(DoCoroutine());Console.WriteLine("Update end");}public override void Update(){updateCount++;if (updateCount == 10){StopCoroutine(coroutine);Console.WriteLine("协程被停止了");}}IEnumerator DoCoroutine(){Console.WriteLine($"{DateTime.Now} DoCoroutine start");yield return null; // 暂停协程等待下一帧继续执行Console.WriteLine($"{DateTime.Now} DoCoroutine 111111111111");yield return 1; // 或其他数字 暂停协程等待下一帧继续执行Console.WriteLine($"{DateTime.Now} DoCoroutine 222222222222");yield return new WairForSeconds(1); // 等待规定时间后继续执行Console.WriteLine($"{DateTime.Now} DoCoroutine 333333333333");yield return DoCoroutine1();Console.WriteLine($"{DateTime.Now} DoCoroutine 444444444444");}IEnumerator DoCoroutine1(){yield return 1;yield return 2;yield return 3;}
}