Unity 動態加載與內存(一)

Unity裏有兩種動態加載機制: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就是從一個缺省打進程序包裏的AssetBundle里加載資源,而一般AssetBundle文件需要你自己創建,運行時動態加載,可以指定路徑和來源的。

 

其實場景裏所有靜態的對象也有這麼一個加載過程,只是Unity後臺替你自動完成了。

詳細說一下細節概念:

AssetBundle運行時加載:

來自文件就用CreateFromFile(注意這種方法只能用於standalone程序)這是最快的加載方法

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

其實WWW的assetBundle就是內部數據讀取完後自動創建了一個assetBundle而已

Create完以後,等於把硬盤或者網絡的一個文件讀到內存一個區域,這時候只是個AssetBundle內存鏡像數據塊,還沒有Assets的概念。

Assets加載:

用AssetBundle.Load(同Resources.Load)這纔會從AssetBundle的內存鏡像裏讀取並創建一個Asset對象,創建Asset對象同時也會分配相應內存用於存放(反序列化)

異步讀取用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文件的內存鏡像,不包含Load創建的Asset內存對象。

AssetBundle.Unload(true)是釋放那個AssetBundle文件內存鏡像和並銷燬所有用Load創建的Asset內存對象。

 

一個Prefab從assetBundle裏Load出來裏面可能包括: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對象不會被複制,只是一個簡單的指針指向已經Load的Asset對象。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裏每個Script都是一個封閉的Class定義而已,並沒有寫調用代碼,光Class的定義腳本是不會工作的。其實Unity引擎就是那個調用代碼,Clone一個scriptasset等於new一個class實例,實例纔會完成工作。把他掛到Unity主線程的調用鏈裏去,Class實例裏的OnUpdateOnStart等纔會被執行。多個物體掛同一個腳本,其實就是在多個物體上掛了那個腳本類的多個實例而已,這樣就好理解了。在newclass這個過程中,數據區是複製的,代碼區是共享的,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,但是不會創建新的引用對象比如Texture.

所以你Load出來的Assets其實就是個數據源,用於生成新對象或者被引用,生成的過程可能是複製(clone)也可能是引用(指針)

當你Destroy一個實例時,只是釋放那些Clone對象,並不會釋放引用對象和Clone的數據源對象,Destroy並不知道是否還有別的object在引用那些對象。

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數據塊了,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對象在用這些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。

內存管理

按照傳統的編程思維,最好的方法是:自己維護所有對象,用一個Queue來保存所有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

創建時:

先建立一個AssetBundle,無論是從www還是文件還是memory

用AssetBundle.load加載需要的asset

加載完後立即AssetBundle.Unload(false),釋放AssetBundle文件本身的內存鏡像,但不銷燬加載的Asset對象。(這樣你不用保存AssetBundle的引用並且可以立即釋放一部分內存)

釋放時:

如果有Instantiate的對象,用Destroy進行銷燬

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

如果需要立即釋放內存加上GC.Collect(),否則內存未必會立即被釋放,有時候可能導致內存佔用過多而引發異常。

這樣可以保證內存始終被及時釋放,佔用量最少。也不需要對每個加載的對象進行引用。

 

當然這並不是唯一的方法,只要遵循加載和釋放的原理,任何做法都是可以的。

 

系統在加載新場景時,所有的內存對象都會被自動銷燬,包括你用AssetBundle.Load加載的對象和Instaniate克隆的。但是不包括AssetBundle文件自身的內存鏡像,那個必須要用Unload來釋放,用.net的術語,這種數據緩存是非託管的。

加載與釋放方法總結

AssetBundle.CreateFrom.....:創建一個AssetBundle內存鏡像,注意同一個assetBundle文件在沒有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內存對象,如果多次Load同名對象,除第一次外都只會返回已經生成的Asset對象,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,只是從默認的位置加載。

Instantiate(object):Clone一個object的完整結構,包括其所有Component和子物體(詳見官方文檔),淺Copy,並不複製所有引用類型。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類型的Asset,比如Texture等,要拷貝的Texture必須類型設置爲Read/Write able。

 

 

Destroy:主要用於銷燬克隆對象,也可以用於場景內的靜態物體,不會自動釋放該對象的所有引用。雖然也可以用於Asset,但是概念不一樣要小心,如果用於銷燬從文件加載的Asset對象會銷燬相應的資源文件!但是如果銷燬的Asset是Copy的或者用腳本動態生成的,只會銷燬內存對象。

AssetBundle.Unload(false):釋放AssetBundle文件內存鏡像

AssetBundle.Unload(true):釋放AssetBundle文件內存鏡像同時銷燬所有已經Load的Assets內存對象

Reources.UnloadAsset(Object):顯式的釋放已加載的Asset對象,只能卸載磁盤文件加載的Asset對象

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

GC.Collect()強制垃圾收集器立即釋放內存 Unity的GC功能不算好,沒把握的時候就強制調用一下

舉兩個例子幫助理解

例子1:

一個常見的錯誤:你從某個AssetBundle裏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);你以爲就釋放乾淨了

其實這時候只是釋放了Clone對象,通過Load加載的所有引用、非引用Assets對象全都靜靜靜的躺在內存裏。

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也是要頻繁創建 銷燬的 那就應該讓那些Assets呆在內存裏以加速遊戲體驗。

由此可以解釋另一個之前有人提過的話題:爲什麼第一次Instaniate一個Prefab的時候都會卡一下,因爲在你第一次Instaniate之前,相應的Asset對象還沒有被創建,要加載系統內置的AssetBundle並創建Assets,第一次以後你雖然Destroy了,但Prefab的Assets對象都還在內存裏,所以就很快了。


幾種加載方式的區別

順便提一下幾種加載方式的區別:
其實存在3種加載方式:
一是靜態引用,建一個public的變量,在Inspector裏把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,引用對象texture是在instantiate時加載,而assetBundle.Load會把perfab的全部assets都加載,instantiate時只是生成Clone。所以前兩種方式,除非你提前加載相關引用對象,否則第一次instantiate時會包含加載引用assets的操作,導致第一次加載的lag


例子2
從磁盤讀取一個1.unity3d文件到內存並建立一個AssetBundle1對象
AssetBundle AssetBundle1 = AssetBundle.CreateFromFile("1.unity3d");
AssetBundle1裏讀取並創建一個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
是引用對象,永遠不會有自動複製的情況出現(除非你真需要,用代碼自己實現copy),只會是創建和添加引用
如果繼續:
AssetBundle1.Unload(true)
obj1obj2都變成黑的了,因爲指向的Texture Asset沒了
如果:
AssetBundle1.Unload(false)
obj1obj2不變,只是AssetBundle1的內存鏡像釋放了
繼續:
Destroy(obj1),//obj1
被釋放,但並不會釋放剛纔LoadTexture
如果這時候:
Resources.UnloadUnusedAssets();
不會有任何內存釋放因爲Texture asset還被obj2用着
如果
Destroy(obj2)
obj2
被釋放,但也不會釋放剛纔LoadTexture
繼續
Resources.UnloadUnusedAssets();
這時候剛纔loadTexture Asset釋放了,因爲沒有任何引用了
最後CG.Collect();
強制立即釋放內存
由此可以引申出論壇裏另一個被提了幾次的問題,如何加載一堆大圖片輪流顯示又不爆掉
不考慮AssetBundle,直接用www讀圖片文件的話等於是直接創建了一個Texture Asset
假設文件保存在一個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();
}

這樣可以保證內存裏始終只有一個巨型Texture Asset資源,也不用代碼追蹤上一個加載的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);
}

這樣卸載比較快



用AssetBundle加載的asset一樣可以用Resources.UnloadUnusedAssets卸載,但必須先AssetBundle.Unload,纔會被識別爲無用的asset。

比較保險的做法是
創建時:
先建立一個AssetBundle,無論是從www還是文件還是memory
用AssetBundle.load加載需要的asset
用完後立即AssetBundle.Unload(false),關閉AssetBundle但不摧毀創建的對象和引用
銷燬時:
對Instantiate的對象進行Destroy
在合適的地方調用Resources.UnloadUnusedAssets,釋放已經沒有引用的Asset.
如果需要立即釋放加上GC.Collect()
這樣可以保證內存始終被及時釋放
只要你Unload過的AssetBundle,那些創建的對象和引用都會在LoadLevel時被自動釋放。



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