我理解的资源管理
举一个不恰当的例子来描述我所理解的资源管理(因为我实在想不出更合适的例子了),想象一个画面:一个表演者,站在一个台子后面,面向观众,按照规定的剧本, *** 作着台子后面不被观众看到的箱子,从里面不断的取出和放回各种新鲜的玩意儿,一会这么组合,一会那么拆散,博观众的眼球,最终完成表演。
我没有当表演者的经历,虽然我很想尝试,但想想也觉得这肯定不容易:
1、如果箱子里的东西都太大,拿起来会很费劲。
2、如果太小呢?恐怕会拿很多次。
3、不用的道具不收?放在台子上会影响接下来的表演。
4、用过的道具收了吧。万一收了后面需要的道具,一会儿用的时候还要再费劲拿一次,不拿的话吧还容易导致表演失败。
带着问题看文章
是选择合适的时间取出资源,并在合适的时候释放它们,尽可能保持较低的内存占用;还是选择让资源常驻内存,换取更快的读取和计算速度?如何在时间和空间上做出平衡,才能最大的提升游戏体验?我以为这些就是资源管理的目标和意义。可惜这并非易事。这不仅需要结合项目的实际情况,更需要丰富的实战经验。
但是在这里,你将不会看到任何可以参考的经验或建议,因为我也不知道啊。
无论你是否单身,在Unity的世界里,你都不愁找不到对象,因为一切都是对象。
无论是纹理、音乐还是预制体,在进入Unity的世界后,都变成了各种对象供我们使用,例如纹理转变为Texture2D或Sprite,音效文件转变为AudioClip,预制体变成了GameObject等等。这个由Asset(资源文件)转变为Object(对象),从磁盘进入内存的过程,就是实例化。而对资源进行的管理,本质上是对Object的管理。
“小当家,这个黄金炒饭是怎么加载出来的?”
简单介绍一下Unity加载资源的流程
在介绍Unity的资源加载机制之前,先举一个生活中的例子,来辅助我们了解Unity是如何工作的。
因为我从小热爱欧洲文学,所以在这就拿我最喜欢的《三国演义》做例子,我们都知道书中多次提到 “集齐七颗龙珠,就可以召唤神龙,并帮你实现一个愿望” 这种说法。
咸鱼都有梦想,何况一个上了岁数的程序员呢?但是很可惜,我们一颗龙珠都没有,为了凑齐这七颗龙珠,我们首先要知道它们分别在哪。一摸左兜,哎?发现了一本《召唤神龙的小诀窍》,里面记录了召唤神龙所必须七颗龙珠的 所在位置、大小、颜色以及如何使用等非常关键的信息 。
根据《召唤神龙的小诀窍》指引,我们知道原来第一颗龙珠藏在了素有小巴黎之称的北京通县,可是通县在哪儿呢?一摸右兜,原来这还有一本1986年出版的《中国地图》。那就放心了,出发吧!
终于,历经了81难,我们来到了目的地并最终找到了这颗龙珠。费这么大劲找到的龙珠,当然应该认真记录下来,于是我们马上掏出一个黑皮小本本,认真的记下: “第一颗龙珠放在背后小书包的左边缝有一个机器猫的侧兜里...” 。
...
最终,经历了无数艰难险阻,我们凑齐了七颗龙珠(所以说人只要肯努力,老天就一定回馈你,至少让你知道你浪费了时间啊)。金光一闪,我们召唤出了神龙... 后面实现了什么愿望我们不谈,因为谁没有点小秘密呢。
现在,让我们来回顾一下整个过程
1、这条召唤出来的神龙,就好比我们想要实例化的对象,就比如游戏对象吧,因为它相对复杂些。而这七颗龙珠呢,就好似组成这个游戏对象所必须的各种组件(Component)、纹理(Texture)、网格(Mesh)等等。
2、《召唤神龙的小诀窍》就好比我们读取的这个.prefab文件,它记录了组成这个GameObject所必须的其他对象以及它们的位置。
重点来了:File GUID 及 Local ID。
File GUID
Unity会为每一个加入到Assets文件夹中的文件,创建一个同级同名的.meta文件,虽然文件类型的不同会影响这个.meta的具体内容,但它们都包含一个用来标记文件身份的File GUID。
例如,如果一个资源引用了另一个外部资源,比如一个Prefab引用了其他脚本、纹理或Prefab等,则一定会标明引用资源文件的File GUID。
Local ID
如果说File GUID表示为文件和文件之间的关系,那么Local ID表示的就是文件内部各对象之间的关系,打开一个*.Prefab文件可以很清晰的看到:
(点击上图,可放大查看)
一个对象通常是由 一个或多个 对象构成,每个记录在&符号后面的数字都是一个Local ID,每一个Local ID也表示这它将来也会被实例化成一个对象。也就是说,当一个prefab文件要实例化成一个GameObject时,它会自动尝试获取其内部Local ID所指的那个对象。如果这个所指的对象当前还没有被实例化出来,那么Unity会自动实例化这个对象,如此递归,直到所有涉及的对象都被实例化。
3、我们可以发现手中没有龙珠,是因为我们手中的黑色小本本,并没有记录龙珠装在书包的那个位置里;同样,Unity通过 Instance ID ,来获取或判断一个对象是否已经被加载完毕。 Instance ID由File GUID和Local ID转换而成,可以简单理解成是记录了资源所在内存地址的写着数字的钥匙牌。
每当Unity读入一个File GUID和LocalID时,就会自动将其转换成一个简单好记的数字牌,因为通过File GUID和Local ID定位资源的效率并没有直接解引用一个地址那么快。
如果发现这个牌上并没有挂着一把钥匙,表示当前这个这个资源还在磁盘中,尚不在内存里(没有加载);相反,如果这个牌子上有一把钥匙,表示这个资源已经被加载完毕,你可以快速的找到并使用它。
Unity会在项目启动后,创建并一直维护一张“映射表”,这张映射表记录的就是File GUID、Local ID以及由它们转换而成的Instance ID之间的关系,这样下次在请求资源时就可以快速的通过查看钥匙牌来获取资源了。
4、刚才的例子里,因为没有龙珠(资源没有加载),因此我们必须经历一场前往小巴黎的历险(LoadingAsset),而能够帮助我们准确定位北京通县的86版《中国地图》,可以近似理解成是 Unity维护的一套将GUID和FileID解析为数据源地址的机制, 这套机制中的信息,来自于:
(1) 场景加载时,Unity收集了与该场景关联的资源信息。
(2) 项目启动时,Unity收集了所有Resources文件夹下的资源信息。
(3) 读取AssetBundle时,Unity获取了AssetBundle文件的头部信息(Header)。
可以理解为:随着Unity知道更多的信息,这套机制将能够解析并定位更多的GUID和FileID。
5、当我们费劲千辛万苦找到龙珠后,记录在小本本上的7条位置,就好比7个能帮助够准确定位内存位置的Instance ID。想象一下,当我们下次再看到诸如《三颗龙珠召唤小神龙》这样的小诀窍( 另外一个*.prefab ),便可直接打开小本本( 查询映射表中的Instance ID ),对着编号及位置从书包里掏出龙珠( 对InstanceID所指的内存地址进行解引用 ),啪啪啪一 *** 作,小神龙这个游戏对象就能很快被召唤出来了,再也不用去什么通县了,可以节省大把时间,想想就觉的美滋滋呢。
AssetBundle
AssetBundle(阿赛特邦豆)是Unity官方推荐的资源加载方式,网上对AssetBundle的介绍有很多,且在了解了Unity对资源的加载机制后,其本身没有什么特别难以理解的地方了,因此在这不过多介绍,仅挑选几个关键点进行阐述。
AssetBundle的生成
生成AssetBundle有很多种方式,在此仅简单说一下比较常用的方式,使用BuildPipeline生成AssetBundle文件。
每一次调用BuildPipleLine.BuildAssetBundles时,将会生成一批AssetBundle文件,具体数量根据传递AssetBundleBuild数组决定, 每一个AssetBundleBuild对象将对应一个AssetBundle及一个同名+.manifest后缀文件 。其中AssetBundle文件的后缀用户自行设置,比如".unity3d",".ab"等等;而.manifest文件是给人看的,里面有这个AssetBundle的基本信息以及非常关键的资源列表。
除了AssetBundleBuild数组所定的AssetBundle外,还将额外在output路径下生成的一对与output文件夹同名的文件及一个同名.manifest后缀文件。这个同名文件可厉害了,它记录了这批次AssetBundle之间的相互依赖关系。当然.manifest文件还是给人看的,我们可以用它分析资源间的依赖关系,但是在项目实际运行时,Unity并不会关心它。
(点击上图,可放大查看)
可以通过这张图来看一下每次Build后资源的对应关系,当然这都不如你自己亲自Build一次看的清楚。
AssetBundle的加载
根据AssetBundle文件所在的位置(本地、远端),AssetBundle有不同的加载方式,在此仅总结最常用的本地AssetBundle文件加载。
我个人将AssetBundle拆分理解为: Bundle加载 和 Asset加载 两部分。因为AssetBundle文件可以从功能上分为两大块:
1、记录文件标记、压缩信息、文件列表的Header部分;
2、记录资源实际内容的Data部分。
当使用AssetBundle.LoadFromFile或LoadFromFileAsync时,在pc平台及移动平台上,unity 仅会为我们读取AssetBundle的header部分,并不会将bundle的data部分整个读入内存。
当调用上一步生成的AssetBundle对象读取具体资源时(LoadAsset, LoadAssetAsync, LoadAllAssets),Unity会参考已经缓存的文件列表,找到目标资源在data部分的位置并读入到内存中。
如果一个资源引用到了其他资源,则必须要先读入被引用资源的AssetBundle文件,否则就会发生引用Miss。 这就好似召唤神龙时,通过《召唤神龙的小诀窍》得知第一颗龙珠在北京通县,但是当打开《中国地图》时,北京的地方被抠了一个窟窿,我去,这样我们就无法通过它准确定位龙珠位置了,只有六颗龙珠召唤出的神龙,当然有一部分是Miss喽。
为了避免上面Miss的情况,在加载资源时, 首先需要将该资源的依赖项全部加载完毕,不过仅需加载依赖资源的AssetBundle文件。 也就是说,我们只要将该依赖AssetBundle的Header部分加载(AssetBundle.LoadFromFile或LoadFromFileAsync)就可以,这样在真正读取Asset时,Unity会自动处理好真实依赖的Asset,我们不用 *** 心。
AssetBundle的依赖关系如何读取呢?加载上面提到的那个很厉害的文件就可以了。
(点击上图,可放大查看)
非常简单的获取依赖关系的方法,通常会在项目启动时将全部依赖关系保存下来。
AssetBundle的使用
当AssetBundle被成功加载后,调用该Assebbundle对象的LoadAsset、LoadAllAssets或对应的异步版本即可加载资源,也就是实例化对象。如果这个对象已经被加载过,Unity并不会重复加载,还记得之前所说的映射表么,被加载过的资源就好比挂上了数字牌的钥匙,直接对地址解引用即可。
AssetBundle的卸载
如果说AssetBundle真的有什么容易出问题的地方,那恐怕就是卸载了。
在这里只说最常用的这个卸载方法吧:
public void Unload(bool unloadAllLoadedObjects)
一个被加载过的AssetBundle可以通过调用Unload来卸载这个Bundle下所有的Asset。但是调用这个函数时传入的参数 对卸载结果影响甚大。
Unity官方对这个函数的讲解非常详细,配图也非常直观,因此我只是简单总结一下。
相同点:
无论传入参数为 true 或是 false,调用Unload都可以Destroy当前AssetBundle对象,释放之前从AssetBundle文件中的Header部分所获取的信息。当然,被释放的AssetBundle对象无法再使用诸如LoadAsset、LoadAllAssets等函数加载资源。
不同点:
unloadAllLoadedObjects == true:
不仅Destroy了AssetBundle这个对象,而且 这个AssetBundle下包含的所有对象,只要实例化了,有一个算一个,统统释放掉。
感觉就像
foreach(Object asset in assets)
{
if(asset != null)
{
delete asset
asset = null
}
}
比如你通过ab.LoadAsset(apple)后,将apple设置给go_0的一个Renderer,如果这时候ab.Unload(true),那go_0就傻了,咋回事儿啊,图咋没了呢?WTF啊。
它的好处是: 不会有重复资源问题的情况发生,每次都处理的干干净净。
unloadAllLoadedObjects == false:
仅仅Destroy了AssetBundle这个对象,但是并没有释放这个AssetBundle下的任何Asset,因此如果有对象引用了这些Asset,也不会有问题。
它的风险(代价)是:下次再Load这个AssetBundle,并且通过这个AssetBundle重新读取了这个Asset,会在内存中重新创建一份,这样如果之前的Asset没有被释放,那么现在内存中就有两份Asset了。
这种情况如果频繁发生,便意味着内存中有很多资源将“不受控制”,容易引发内存占用过高的问题,而释放这种不受控的资源,仅有两种方式:
1、当没有对象引用到这些不受控资源时,每次调用Resources.UnloadUnusedAssets,回收之。
2、加载场景时,如果加载模式没有设置为LoadSceneMode.Additive,则会自动调用Resources.UnloadUnusedAssets。
同样,再举一个生活中的小例子以阐述这两种释放的差异吧:
小A交女朋友时喜欢送心形的石头给对方,这天小A认识了一个女孩,并确定了关系,送了一个精心挑选的心形石头给她,海誓山盟又云雨一番后,第二天由于感情不和等原因两人分手了。小A是个暖男,他为了女孩能彻底忘记优秀的自己并开始一段新的感情,约见了女孩,将之前送给女孩的石头拿(搬)走了,从此注销了微信消失在茫茫人海中。
确实,小A喜欢强壮的女孩,因为这样比较有安全感。
小B交女朋友时也喜欢送石头给对方,周一小B认识了一个女孩,并确定了关系,送了一个精心挑选的石头给她,海誓山盟又云雨一番后,第二天由于感情不和等原因两人分手了。但是小B家里是开石材加工场的,他并不关心这块石头,”送了就送了吧,至少我经历了浪漫的爱情“,小B这么想。并注销了微信消失在茫茫人海中...达1天之久。
周二的时候小B重出江湖,并认识了一个新的女孩,确定了关系,第三天...第四天..啪啪啪...第七天,第二周的时候,江湖上就出现了一个传说,集齐小B凑齐的七颗石头,便可以召唤神龙,于是就回到了文章开头我们提到的那个故事。
没错,小A对应的就是Unload(true),而小B对应的则是Unload(false)。
补充三点
1、移动Unity资源时,要在Unity编辑器内拖动,不要在 *** 作系统下剪切粘贴。因为这样Unity会为这个文件生成一个新的File GUID及.meta文件,它会打破之前建立好的关系,让所有引用过这个文件的prefab出现miss的情况。
2、实际上在项目build完成后,就已经不存在File GUID和Local ID的概念了,转而用相对简单方式建立映射,这也是为什么我们在项目运行的过程中无法获取到File GUID的原因,不过原理上它们是一样的。
3、尽管一个AssetBundle的Header部分非常小,通常只有几十KB,但是Unity并不能保证读入大量AssetBundle的Header部分后资源的加载效率。因此还是按需读取AssetBundle吧。
本篇文章旨在整理Unity中常见的加载方式,介绍其使用方式、适用的场景,相似的加载方式会进行对比,加强理解和记忆,也可以作为日后的查阅资料。文章将可加载的资源分为两个大类,外部资源和内部资源,内部资源就是Unity发布时默认打进包里的资源,不能直接获取到了,如Resource文件夹里的,外部资源则相反。
流式加载方式对于文件类型没有要求,可以加载图片如jpg、png等,音频如mp3等,视频如mp4等各种格式,下面以图片和视频的加载为例来介绍流式加载。
首先要在脚本中引用 System.IO 命名空间,并定义GetImageByte方法获取文件字节流(该方法不仅限于获取图片),参数path为图片的路径(带后缀),unity中一般以 Application.dataPath 加上图片在Assets文件下的相对路径拼接而成,比如下图中我从项目截取的目标图片01,其路径为 Application.dataPath + "/Textures/PuzzleGame/InitImages/01.png" 。
在以上基础上,定义图片加载方法,主要使用的就是Texture2D类下的LoadImage方法,将图片的字节流转化为Texture2D格式的图片,方法实现如下:
初始化Texture2D对象时,构造函数中长宽初始值可以任意指定,比如我指定为(1,1),LoadImage方法会根据原图大小覆盖掉初始值。
获取文件夹下所有格式的图片,思路就是选定需要获取的图片格式,通过 Dictionary.GetFiles 方法拿到这些格式图片的全部路径,并添加到路径到List链表中,然后对链表中每一个路径使用LoadOneImage方法,方法实现如下:
这儿指定了四种格式,可以根据需求自行修改。
UnityWebRequest类是unity5.x之后用来取代WWW,满足今天http通信需求的新api类
using (UnityWebRequest www = UnityWebRequest.Post(url, new WWWForm()))
www方式支持http和file两种协议,因此可以加载网络上以及本地的图片,文本,音频等资源,www方式需要在协程中实现,需使用 StartCoroutine 调用其所在方法,网络资源的路径就为其url,本地资源使用“file://”加上绝对路径作为参数,比如D盘下Image文件夹下的图片01.png,其对应的path参数就是 “file://D:\Image\01.png” ,方法实现如下:
WWW方式的加载速度比较慢,属于旧版本方法,现在官方推荐使用UnityWebRequest
使用 resources.load 方式需要将资源文件放到Resources文件夹下,这是unity的规定,该文件夹下的所有内容在发布时都会被打包到安装包里,如果你使用了Resources文件来管理资源,你所发布的应用程序文件的Data目录下,会有一个resources.assets文件,这就是Resources文件夹编译后生成的。
正因为如此,Resources管理的资源对分包发布和版本更新是不友好的,如果确定该资源在项目的整个生命周期中都不会有变动,则可以考虑放入Resources文件夹,否则使用bundle来管理资源会更灵活。
Resources.load() 、 Resources.loadAll() 的路径参数为资源在Resources文件夹下的相对路径。
Unity3D 里有两种动态加载机制:一个是Resources.Load,另外一个通过AssetBundle,其实两者区别不大。 Resources.Load就是从一个缺省打进程序包里的AssetBundle里加载资源,而一般AssetBundle文件需要你自己创建,运行时动态加载,可以指定路径和来源的。(1).assetBundle就是内部数据读取完后自动创建了一个assetBundle而已Create完以后,等于把硬盘或者网络的一个文件读到内存一个中,这时也就是个AssetBundle内存镜像数据块。释放方式是AssetBundle.Unload(false)
(2).用AssetBundle.Load(同Resources.Load) 会从AssetBundle的内存镜像里读取并创建一个Asset对象,使用Resources.UnloadUnusedAssets()释放全部和Resources.UnloadAsset(gameobject)释放单个;
(3).Instaniate一个Prefab,是一个对Assets进行Clone(复制)+引用结合的过程,使用GameObject.Destroy(gameobject)
(注意)游戏对象可能不是动态加载时,但是可能他的材质、图集是动态加载的请把这些应用置为空。
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