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Unity 動態載入與記憶體(一)

Unity裡有兩種動態載入機制:一是Resources.Load,一是通過AssetBundle,其實兩者本質上我理解沒有什麼區別。Resources.Load就是從一個預設打程序序包裡的AssetBundle里加載資源,而一般AssetBundle檔案需要你自己建立,執行時動態載入,可以指定路徑和來源的。

其實場景裡所有靜態的物件也有這麼一個載入過程,只是Unity後臺替你自動完成了。

詳細說一下細節概念:

AssetBundle執行時載入:

來自檔案就用CreateFromFile(注意這種方法只能用於standalone程式)這是最快的載入方法

也可以來自Memory,用CreateFromMemory(byte[]),這個byte[]可以來自檔案讀取的緩衝,www的下載或者其他可能的方式。

其實WWW的assetBundle就是內部資料讀取完後自動建立了一個assetBundle而已

Create完以後,等於把硬碟或者網路的一個檔案讀到記憶體一個區域,這時候只是個AssetBundle記憶體映象資料塊,還沒有Assets的概念。

Assets載入:

用AssetBundle.Load(同Resources.Load)這才會從AssetBundle的記憶體映象裡讀取並建立一個Asset物件,建立Asset物件同時也會分配相應記憶體用於存放(反序列化)

非同步讀取用AssetBundle.LoadAsync

也可以一次讀取多個用AssetBundle.LoadAll

AssetBundle的釋放:

AssetBundle.Unload(flase)是釋放AssetBundle檔案的記憶體映象,不包含Load建立的Asset記憶體物件。

AssetBundle.Unload(true)是釋放那個AssetBundle檔案記憶體映象和並銷燬所有用Load建立的Asset記憶體物件。

一個Prefab從assetBundle裡Load出來裡面可能包括:Gameobject transformmesh texture material shader script和各種其他Assets。

你Instaniate一個Prefab,是一個對Assets進行Clone(複製)+引用結合的過程,GameObjecttransform 是Clone是新生成的。其他mesh/ texture / material / shader 等,這其中些是純引用的關係的,包括:Texture和TerrainData,還有引用和複製同時存在的,包括:Mesh/material/PhysicMaterial。引用的Asset物件不會被複制,只是一個簡單的指標指向已經Load的Asset物件。這種含糊的引用加克隆的混合,大概是搞糊塗大多數人的主要原因。

專門要提一下的是一個特殊的東西:ScriptAsset,看起來很奇怪,Unity裡每個Script都是一個封閉的Class定義而已,並沒有寫呼叫程式碼,光Class的定義指令碼是不會工作的。其實Unity引擎就是那個呼叫程式碼,Clone一個scriptasset等於new一個class例項,例項才會完成工作。把他掛到Unity主執行緒的呼叫鏈裡去,Class例項裡的OnUpdateOnStart等才會被執行。多個物體掛同一個指令碼,其實就是在多個物體上掛了那個指令碼類的多個例項而已,這樣就好理解了。在newclass這個過程中,資料區是複製的,程式碼區是共享的,算是一種特殊的複製+引用關係。

你可以再Instaniate一個同樣的Prefab,還是這套mesh/texture/material/shader...,這時候會有新的GameObject等,但是不會建立新的引用物件比如Texture.

所以你Load出來的Assets其實就是個資料來源,用於生成新物件或者被引用,生成的過程可能是複製(clone)也可能是引用(指標)

當你Destroy一個例項時,只是釋放那些Clone物件,並不會釋放引用物件和Clone的資料來源物件,Destroy並不知道是否還有別的object在引用那些物件。

等到沒有任何遊戲場景物體在用這些Assets以後,這些assets就成了沒有引用的遊離資料塊了,是UnusedAssets了,這時候就可以通過Resources.UnloadUnusedAssets來釋放,Destroy不能完成這個任務,AssetBundle.Unload(false)也不行,AssetBundle.Unload(true)可以但不安全,除非你很清楚沒有任何物件在用這些Assets了。

配個圖加深理解:

雖然都叫Asset,但複製的和引用的是不一樣的,這點被Unity的暗黑技術細節掩蓋了,需要自己去理解。

記憶體管理

按照傳統的程式設計思維,最好的方法是:自己維護所有物件,用一個Queue來儲存所有object,不用時該Destory的,該Unload的自己處理。

但這樣在C#.net框架底下有點沒必要,而且很麻煩。

穩妥起見你可以這樣管理

建立時:

先建立一個AssetBundle,無論是從www還是檔案還是memory

用AssetBundle.load載入需要的asset

載入完後立即AssetBundle.Unload(false),釋放AssetBundle檔案本身的記憶體映象,但不銷燬載入的Asset物件。(這樣你不用儲存AssetBundle的引用並且可以立即釋放一部分記憶體)

釋放時:

如果有Instantiate的物件,用Destroy進行銷燬

在合適的地方呼叫Resources.UnloadUnusedAssets,釋放已經沒有引用的Asset.

如果需要立即釋放記憶體加上GC.Collect(),否則記憶體未必會立即被釋放,有時候可能導致記憶體佔用過多而引發異常。

這樣可以保證記憶體始終被及時釋放,佔用量最少。也不需要對每個載入的物件進行引用。

當然這並不是唯一的方法,只要遵循載入和釋放的原理,任何做法都是可以的。

系統在載入新場景時,所有的記憶體物件都會被自動銷燬,包括你用AssetBundle.Load載入的物件和Instaniate克隆的。但是不包括AssetBundle檔案自身的記憶體映象,那個必須要用Unload來釋放,用.net的術語,這種資料快取是非託管的。

載入與釋放方法總結

AssetBundle.CreateFrom.....:建立一個AssetBundle記憶體映象,注意同一個assetBundle檔案在沒有Unload之前不能再次被使用

WWW.AssetBundle:同上,當然要先new一個再 yield return 然後才能使用

AssetBundle.Load(name):從AssetBundle讀取一個指定名稱的Asset並生成Asset記憶體物件,如果多次Load同名物件,除第一次外都只會返回已經生成的Asset物件,也就是說多次Load一個Asset並不會生成多個副本(singleton)。

Resources.Load(path&name):同上,只是從預設的位置載入。

Instantiate(object):Clone一個object的完整結構,包括其所有Component和子物體(詳見官方文件),淺Copy,並不複製所有引用型別。有個特別用法,雖然很少這樣用,其實可以用Instantiate來完整的拷貝一個引用型別的Asset,比如Texture等,要拷貝的Texture必須型別設定為Read/Write able。

Destroy:主要用於銷燬克隆物件,也可以用於場景內的靜態物體,不會自動釋放該物件的所有引用。雖然也可以用於Asset,但是概念不一樣要小心,如果用於銷燬從檔案載入的Asset物件會銷燬相應的資原始檔!但是如果銷燬的Asset是Copy的或者用指令碼動態生成的,只會銷燬記憶體物件。

AssetBundle.Unload(false):釋放AssetBundle檔案記憶體映象

AssetBundle.Unload(true):釋放AssetBundle檔案記憶體映象同時銷燬所有已經Load的Assets記憶體物件

Reources.UnloadAsset(Object):顯式的釋放已載入的Asset物件,只能解除安裝磁碟檔案載入的Asset物件

Resources.UnloadUnusedAssets:用於釋放所有沒有引用的Asset物件

GC.Collect()強制垃圾收集器立即釋放記憶體 Unity的GC功能不算好,沒把握的時候就強制呼叫一下

舉兩個例子幫助理解

例子1:

一個常見的錯誤:你從某個AssetBundle裡Load了一個prefab並克隆之:obj =Instaniate(AssetBundle1.Load('MyPrefab”);

這個prefab比如是個npc

然後你不需要他的時候你用了:Destroy(obj);你以為就釋放乾淨了

其實這時候只是釋放了Clone物件,通過Load載入的所有引用、非引用Assets物件全都靜靜靜的躺在記憶體裡。

這種情況應該在Destroy以後用:AssetBundle1.Unload(true),徹底釋放乾淨。

如果這個AssetBundle1是要反覆讀取的 不方便Unload,那可以在Destroy以後用:Resources.UnloadUnusedAssets()把所有和這個npc有關的Asset都銷燬。

當然如果這個NPC也是要頻繁建立 銷燬的 那就應該讓那些Assets呆在記憶體裡以加速遊戲體驗。

由此可以解釋另一個之前有人提過的話題:為什麼第一次Instaniate一個Prefab的時候都會卡一下,因為在你第一次Instaniate之前,相應的Asset物件還沒有被建立,要載入系統內建的AssetBundle並建立Assets,第一次以後你雖然Destroy了,但Prefab的Assets物件都還在記憶體裡,所以就很快了。

幾種載入方式的區別

順便提一下幾種載入方式的區別:其實存在3種載入方式:一是靜態引用,建一個public的變數,在Inspector裡把prefab拉上去,用的時候instantiate
二是Resource.LoadLoad以後instantiate
三是AssetBundle.Load,Load以後instantiate
三種方式有細節差異,前兩種方式,引用物件texture是在instantiate時載入,而assetBundle.Load會把perfab的全部assets都載入,instantiate時只是生成Clone。所以前兩種方式,除非你提前載入相關引用物件,否則第一次instantiate時會包含載入引用assets的操作,導致第一次載入的lag例子2從磁碟讀取一個1.unity3d檔案到記憶體並建立一個AssetBundle1物件
AssetBundle AssetBundle1 = AssetBundle.CreateFromFile("1.unity3d");
AssetBundle1裡讀取並建立一個Texture Asset,obj1的主貼圖指向它
obj1.renderer.material.mainTexture = AssetBundle1.Load("wall") asTexture;
obj2的主貼圖也指向同一個Texture Asset
obj2.renderer.material.mainTexture =obj1.renderer.material.mainTexture;
Texture
是引用物件,永遠不會有自動複製的情況出現(除非你真需要,用程式碼自己實現copy),只會是建立和新增引用如果繼續:
AssetBundle1.Unload(true)
obj1obj2都變成黑的了,因為指向的Texture Asset沒了如果:
AssetBundle1.Unload(false)
obj1obj2不變,只是AssetBundle1的記憶體映象釋放了繼續:
Destroy(obj1),//obj1
被釋放,但並不會釋放剛才LoadTexture
如果這時候:
Resources.UnloadUnusedAssets();
不會有任何記憶體釋放因為Texture asset還被obj2用著如果
Destroy(obj2)
obj2
被釋放,但也不會釋放剛才LoadTexture
繼續
Resources.UnloadUnusedAssets();
這時候剛才loadTexture Asset釋放了,因為沒有任何引用了最後CG.Collect();
強制立即釋放記憶體由此可以引申出論壇裡另一個被提了幾次的問題,如何載入一堆大圖片輪流顯示又不爆掉不考慮AssetBundle,直接用www讀圖片檔案的話等於是直接建立了一個Texture Asset假設檔案儲存在一個List
TLlist<string> fileList;
int n=0;
IEnumerator OnClick()
{
WWW image = new www(fileList[n++])

yield return image;
obj.mainTexture = image.texture;

n = (n>=fileList.Length-1)?0:n;
Resources.UnloadUnusedAssets();
}

這樣可以保證記憶體裡始終只有一個巨型Texture Asset資源,也不用程式碼追蹤上一個載入的Texture Asset,但是速度比較慢或者:
IEnumerator OnClick()
{
WWW image = new www(fileList[n++])

yield return image;
Texture tex = obj.mainTexture;
obj.mainTexture = image.texture;

n = (n>=fileList.Length-1)?0:n;
Resources.UnloadAsset(tex);
}

這樣解除安裝比較快



用AssetBundle載入的asset一樣可以用Resources.UnloadUnusedAssets解除安裝,但必須先AssetBundle.Unload,才會被識別為無用的asset。

比較保險的做法是
建立時:
先建立一個AssetBundle,無論是從www還是檔案還是memory
用AssetBundle.load載入需要的asset
用完後立即AssetBundle.Unload(false),關閉AssetBundle但不摧毀建立的物件和引用
銷燬時:
對Instantiate的物件進行Destroy
在合適的地方呼叫Resources.UnloadUnusedAssets,釋放已經沒有引用的Asset.
如果需要立即釋放加上GC.Collect()
這樣可以保證記憶體始終被及時釋放
只要你Unload過的AssetBundle,那些建立的物件和引用都會在LoadLevel時被自動釋放。