Untiy內存加載和管理

最近一直在和這些內容糾纏,把心得和大家共享一下:

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 transform mesh texture material shader script和各種其他Assets。
你Instantiate一個Prefab,是一個對Assets進行Clone(複製)+引用結合的過程,GameObject transform 是Clone是新生成的。其他mesh / texture / material / shader 等,這其中有些是純引用的關係的,包括:TextureTerrainData,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:Script Asset,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script asset等於new一個class實例,實例纔會完成工作。通過AddComponent給物體添加一個Script Assets,就完成了把腳本類實例掛到Unity主線程的調用鏈裏去的工作,Class實例裏的OnUpdate OnStart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new class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Instantiate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。

關於內存管理
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。


總結一下各種加載和初始化的用法:
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。

總結一下各種釋放
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


需要注意地方

Resources.UnloadUnusedAssets(),的內部本身也會調用GC.Collect()。





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