【转】【UNITY3D 游戏开发之六】UNITY 协程COROUTINE与INVOKE

简介:

这里Himi强调一点:Unity里面的协程并不是线程,协程是在unity主线程中运行的,每一帧中处理一次,而并不与主线程并行。这就意味着在协程之间并不存在着所谓线程间的同步和互斥问题,不会出现死锁。一般来说,访问同一个值也都是很安全的,用协程可以处理绝大多数的小问题,而且不用考虑复杂的线程间同步,还是很方便的。
要说协程的不足就是不能运用处理器的多核来提高处理性能,毕竟这个在运行时事实上是在一个线程中执行的。

【以下均为转载内容】

1.     Unity3D –MonoBehaviour类Invoke,Coroutine :  http://www.himigame.com/wp-admin/post-new.php

2.    Unity3D协程介绍 以及 使用 : http://blog.csdn.net/huang9012/article/details/38492937

3.  U3D 游戏开发中的 yield协程与消息传递 : http://blog.csdn.net/huang9012/article/details/38492937

 

Invoke:

 

在Unity中,延时执行一段代码或者一个方法或者几个方法的情况非常普遍。

一般会用到Invoke和InvokeRepeating方法。顾名思义,第一个是执行一次,第二个是重复执行。

看下定义:

void Invoke(string methodName, float time);

第一个参数是方法名(注意是字符串形式),并不是更方便的委托。第二个是延时多少秒。只执行一次。

void InvokeRepeating(string methodName, float time, float repeatRate);

InvokeRepeating第二个参数是延时多少秒后开始,第三个参数是每次执行间隔的秒数。

你有没有发现这两个方法有个弊端,就是必须输入方法名!也就是我说,如果我想延时执行某段代码,必须把代码放在某个方法里,然后使用这Invoke或者InvokeRepeating方法来执行。

这样对于上下文变量、属性的引用就会尤为不便,而且不能传参数!!!尼玛,要他还有何用?

我猜你一定用过这样的方法。没错,“协同”,听起来还挺高大上的名字啊。

用StartCoroutine来执行一个以IEnumerator为返回值的方法,通常用于异步下载啊,等比较耗时又不能让游戏卡死的情况。

还有一个好的类WaitForSeconds,对,它就一个构造函数,用来延时的(延时………………比万艾可好用?比希爱力好用?)。

好了不废话了,以下是我自用的延时方法,放在一个类里以静态方法存在。可以在任何时候任何地方延时指定秒数的代码。

using UnityEngine;

using System.Collections;

using System;

public class DelayToInvoke : MonoBehaviour

{

public static IEnumerator DelayToInvokeDo(Action action, float delaySeconds)

{

yield return new WaitForSeconds(delaySeconds);

action();

}

}

如何使用呢?

比如我点击NGUI的一个Button,则

void OnClick()

{

StartCoroutine(DelayToInvoke.DelayToInvokeDo(() =>

{

Application.LoadLevel(“Option”);

}, 0.1f));

}

 

C#中Invoke 和 BeginInvoke 的区别 : http://blog.csdn.net/allenjy123/article/details/7232321

 

Coroutine:

 

尊重他人的劳动,支持原创,转载请注明出处:http.dsqiu.iteye.com

 

记得去年6月份刚开始实习的时候,当时要我写网络层的结构,用到了协程,当时有点懵,完全不知道Unity协程的执行机制是怎么样的,只是知道函数的返回值是IEnumerator类型,函数中使用yield return ,就可以通过StartCoroutine调用了。后来也是一直稀里糊涂地用,上网google些基本都是例子,很少能帮助深入理解Unity协程的原理的。

本文只是从Unity的角度去分析理解协程的内部运行原理,而不是从C#底层的语法实现来介绍(后续有需要再进行介绍),一共分为三部分:

线程(Thread)和协程(Coroutine)

Unity中协程的执行原理

                        IEnumerator & Coroutine

之前写过一篇《Unity协程(Coroutine)管理类——TaskManager工具分享》主要是介绍TaskManager实现对协程的状态控制,没有Unity后台实现的协程的原理进行深究。虽然之前自己对协程还算有点了解了,但是对Unity如何执行协程的还是一片空白,在UnityGems.com上看到两篇讲解Coroutine,如数家珍,当我看到Advanced Coroutine后面的Hijack类时,顿时觉得十分精巧,眼前一亮,遂动了写文分享之。

 

线程(Thread)和协程(Coroutine)

D.S.Qiu觉得使用协程的作用一共有两点:1)延时(等待)一段时间执行代码;2)等某个操作完成之后再执行后面的代码。总结起来就是一句话:控制代码在特定的时机执行。

很多初学者,都会下意识地觉得协程是异步执行的,都会觉得协程是C# 线程的替代品,是Unity不使用线程的解决方案。

所以首先,请你牢记:协程不是线程,也不是异步执行的。协程和 MonoBehaviour 的 Update函数一样也是在MainThread中执行的。使用协程你不用考虑同步和锁的问题。

 

Unity中协程的执行原理

UnityGems.com给出了协程的定义:

A coroutine is a function that is executed partially and, presuming suitable conditions are met, will be resumed at some point in the future until its work is done.

即协程是一个分部执行,遇到条件(yield return 语句)会挂起,直到条件满足才会被唤醒继续执行后面的代码。

Unity在每一帧(Frame)都会去处理对象上的协程。Unity主要是在Update后去处理协程(检查协程的条件是否满足),但也有写特例:

从上图的剖析就明白,协程跟Update()其实一样的,都是Unity每帧对会去处理的函数(如果有的话)。如果MonoBehaviour 是处于激活(active)状态的而且yield的条件满足,就会协程方法的后面代码。还可以发现:如果在一个对象的前期调用协程,协程会立即运行到第一个 yield return 语句处,如果是 yield return null ,就会在同一帧再次被唤醒。如果没有考虑这个细节就会出现一些奇怪的问题『1』。

『1』注 图和结论都是从UnityGems.com 上得来的,经过下面的验证发现与实际不符,D.S.Qiu用的是Unity 4.3.4f1 进行测试的。经过测试验证,协程至少是每帧的LateUpdate()后去运行。

下面使用 yield return new WaitForSeconds(1f); 在Start,Update 和 LateUpdate 中分别进行测试:

C#代码  收藏代码

  1. using UnityEngine;

  2. using System.Collections;


  3. public class TestCoroutine : MonoBehaviour {


  4.     private bool isStartCall = false;  //Makesure Update() and LateUpdate() Log only once

  5.     private bool isUpdateCall = false;

  6.     private bool isLateUpdateCall = false;

  7.     // Use this for initialization

  8.     void Start () {

  9.         if (!isStartCall)

  10.         {

  11.             Debug.Log(“Start Call Begin”);

  12.             StartCoroutine(StartCoutine());

  13.             Debug.Log(“Start Call End”);

  14.             isStartCall = true;

  15.         }


  16.     }

  17.     IEnumerator StartCoutine()

  18.     {


  19.         Debug.Log(“This is Start Coroutine Call Before”);

  20.         yield return new WaitForSeconds(1f);

  21.         Debug.Log(“This is Start Coroutine Call After”);


  22.     }

  23.     // Update is called once per frame

  24.     void Update () {

  25.         if (!isUpdateCall)

  26.         {

  27.             Debug.Log(“Update Call Begin”);

  28.             StartCoroutine(UpdateCoutine());

  29.             Debug.Log(“Update Call End”);

  30.             isUpdateCall = true;

  31.         }

  32.     }

  33.     IEnumerator UpdateCoutine()

  34.     {

  35.         Debug.Log(“This is Update Coroutine Call Before”);

  36.         yield return new WaitForSeconds(1f);

  37.         Debug.Log(“This is Update Coroutine Call After”);

  38.     }

  39.     void LateUpdate()

  40.     {

  41.         if (!isLateUpdateCall)

  42.         {

  43.             Debug.Log(“LateUpdate Call Begin”);

  44.             StartCoroutine(LateCoutine());

  45.             Debug.Log(“LateUpdate Call End”);

  46.             isLateUpdateCall = true;

  47.         }

  48.     }

  49.     IEnumerator LateCoutine()

  50.     {

  51.         Debug.Log(“This is Late Coroutine Call Before”);

  52.         yield return new WaitForSeconds(1f);

  53.         Debug.Log(“This is Late Coroutine Call After”);

  54.     }

  55. }

得到日志输入结果如下:

然后将yield return new WaitForSeconds(1f);改为 yield return null; 发现日志输入结果和上面是一样的,没有出现上面说的情况:

C#代码  收藏代码

  1. using UnityEngine;

  2. using System.Collections;


  3. public class TestCoroutine : MonoBehaviour {


  4.     private bool isStartCall = false;  //Makesure Update() and LateUpdate() Log only once

  5.     private bool isUpdateCall = false;

  6.     private bool isLateUpdateCall = false;

  7.     // Use this for initialization

  8.     void Start () {

  9.         if (!isStartCall)

  10.         {

  11.             Debug.Log(“Start Call Begin”);

  12.             StartCoroutine(StartCoutine());

  13.             Debug.Log(“Start Call End”);

  14.             isStartCall = true;

  15.         }


  16.     }

  17.     IEnumerator StartCoutine()

  18.     {


  19.         Debug.Log(“This is Start Coroutine Call Before”);

  20.         yield return null;

  21.         Debug.Log(“This is Start Coroutine Call After”);


  22.     }

  23.     // Update is called once per frame

  24.     void Update () {

  25.         if (!isUpdateCall)

  26.         {

  27.             Debug.Log(“Update Call Begin”);

  28.             StartCoroutine(UpdateCoutine());

  29.             Debug.Log(“Update Call End”);

  30.             isUpdateCall = true;

  31.         }

  32.     }

  33.     IEnumerator UpdateCoutine()

  34.     {

  35.         Debug.Log(“This is Update Coroutine Call Before”);

  36.         yield return null;

  37.         Debug.Log(“This is Update Coroutine Call After”);

  38.     }

  39.     void LateUpdate()

  40.     {

  41.         if (!isLateUpdateCall)

  42.         {

  43.             Debug.Log(“LateUpdate Call Begin”);

  44.             StartCoroutine(LateCoutine());

  45.             Debug.Log(“LateUpdate Call End”);

  46.             isLateUpdateCall = true;

  47.         }

  48.     }

  49.     IEnumerator LateCoutine()

  50.     {

  51.         Debug.Log(“This is Late Coroutine Call Before”);

  52.         yield return null;

  53.         Debug.Log(“This is Late Coroutine Call After”);

  54.     }

  55. }

『今天意外发现Monobehaviour的函数执行顺序图,发现协程的运行确实是在LateUpdate之后,下面附上:』
                                                                       增补于:03/12/2014 22:14
前面在介绍TaskManager工具时,说到MonoBehaviour 没有针对特定的协程提供Stop方法,其实不然,可以通过MonoBehaviour enabled = false 或者 gameObject.active = false 就可以停止协程的执行『2』。

经过验证,『2』的结论也是错误的,正确的结论是,MonoBehaviour.enabled = false 协程会照常运行,但 gameObject.SetActive(false) 后协程却全部停止,即使在Inspector把  gameObject 激活还是没有继续执行:

C#代码  收藏代码

  1. using UnityEngine;

  2. using System.Collections;


  3. public class TestCoroutine : MonoBehaviour {


  4.     private bool isStartCall = false;  //Makesure Update() and LateUpdate() Log only once

  5.     private bool isUpdateCall = false;

  6.     private bool isLateUpdateCall = false;

  7.     // Use this for initialization

  8.     void Start () {

  9.         if (!isStartCall)

  10.         {

  11.             Debug.Log(“Start Call Begin”);

  12.             StartCoroutine(StartCoutine());

  13.             Debug.Log(“Start Call End”);

  14.             isStartCall = true;

  15.         }


  16.     }

  17.     IEnumerator StartCoutine()

  18.     {


  19.         Debug.Log(“This is Start Coroutine Call Before”);

  20.         yield return new WaitForSeconds(1f);

  21.         Debug.Log(“This is Start Coroutine Call After”);


  22.     }

  23.     // Update is called once per frame

  24.     void Update () {

  25.         if (!isUpdateCall)

  26.         {

  27.             Debug.Log(“Update Call Begin”);

  28.             StartCoroutine(UpdateCoutine());

  29.             Debug.Log(“Update Call End”);

  30.             isUpdateCall = true;

  31.             this.enabled = false;

  32.             //this.gameObject.SetActive(false);

  33.         }

  34.     }

  35.     IEnumerator UpdateCoutine()

  36.     {

  37.         Debug.Log(“This is Update Coroutine Call Before”);

  38.         yield return new WaitForSeconds(1f);

  39.         Debug.Log(“This is Update Coroutine Call After”);

  40.         yield return new WaitForSeconds(1f);

  41.         Debug.Log(“This is Update Coroutine Call Second”);

  42.     }

  43.     void LateUpdate()

  44.     {

  45.         if (!isLateUpdateCall)

  46.         {

  47.             Debug.Log(“LateUpdate Call Begin”);

  48.             StartCoroutine(LateCoutine());

  49.             Debug.Log(“LateUpdate Call End”);

  50.             isLateUpdateCall = true;


  51.         }

  52.     }

  53.     IEnumerator LateCoutine()

  54.     {

  55.         Debug.Log(“This is Late Coroutine Call Before”);

  56.         yield return null;

  57.         Debug.Log(“This is Late Coroutine Call After”);

  58.     }

  59. }

先在Update中调用 this.enabled = false; 得到的结果:

然后把 this.enabled = false; 注释掉,换成 this.gameObject.SetActive(false); 得到的结果如下:

整理得到:通过设置MonoBehaviour脚本的enabled对协程是没有影响的,但如果 gameObject.SetActive(false) 则已经启动的协程则完全停止了,即使在Inspector把gameObject 激活还是没有继续执行。也就说协程虽然是在MonoBehvaviour启动的(StartCoroutine)但是协程函数的地位完全是跟MonoBehaviour是一个层次的,不受MonoBehaviour的状态影响,但跟MonoBehaviour脚本一样受gameObject 控制,也应该是和MonoBehaviour脚本一样每帧“轮询” yield 的条件是否满足。

 

yield 后面可以有的表达式:

 

a) null – the coroutine executes the next time that it is eligible

b) WaitForEndOfFrame – the coroutine executes on the frame, after all of the rendering and GUI is complete

c) WaitForFixedUpdate – causes this coroutine to execute at the next physics step, after all physics is calculated

d) WaitForSeconds – causes the coroutine not to execute for a given game time period

e) WWW – waits for a web request to complete (resumes as if WaitForSeconds or null)

f) Another coroutine – in which case the new coroutine will run to completion before the yielder is resumed

值得注意的是 WaitForSeconds()受Time.timeScale影响,当Time.timeScale = 0f 时,yield return new WaitForSecond(x) 将不会满足。

 

IEnumerator & Coroutine

协程其实就是一个IEnumerator(迭代器),IEnumerator 接口有两个方法 Current 和 MoveNext() ,前面介绍的TaskManager 就是利用者两个方法对协程进行了管理,只有当MoveNext()返回 true时才可以访问 Current,否则会报错。迭代器方法运行到 yield return 语句时,会返回一个expression表达式并保留当前在代码中的位置。 当下次调用迭代器函数时执行从该位置重新启动。

Unity在每帧做的工作就是:调用 协程(迭代器)MoveNext() 方法,如果返回 true ,就从当前位置继续往下执行。

 

Hijack

这里在介绍一个协程的交叉调用类 Hijack(参见附件):

C#代码  收藏代码

  1. using System;

  2. using System.Collections.Generic;

  3. using System.Linq;

  4. using UnityEngine;

  5. using System.Collections;


  6. [RequireComponent(typeof(GUIText))]

  7. public class Hijack : MonoBehaviour {


  8.     //This will hold the counting up coroutine

  9.     IEnumerator _countUp;

  10.     //This will hold the counting down coroutine

  11.     IEnumerator _countDown;

  12.     //This is the coroutine we are currently

  13.     //hijacking

  14.     IEnumerator _current;


  15.     //A value that will be updated by the coroutine

  16.     //that is currently running

  17.     int value = 0;


  18.     void Start()

  19.     {

  20.         //Create our count up coroutine

  21.         _countUp = CountUp();

  22.         //Create our count down coroutine

  23.         _countDown = CountDown();

  24.         //Start our own coroutine for the hijack

  25.         StartCoroutine(DoHijack());

  26.     }


  27.     void Update()

  28.     {

  29.         //Show the current value on the screen

  30.         guiText.text = value.ToString();

  31.     }


  32.     void OnGUI()

  33.     {

  34.         //Switch between the different functions

  35.         if(GUILayout.Button(“Switch functions”))

  36.         {

  37.             if(_current == _countUp)

  38.                 _current = _countDown;

  39.             else

  40.                 _current = _countUp;

  41.         }

  42.     }


  43.     IEnumerator DoHijack()

  44.     {

  45.         while(true)

  46.         {

  47.             //Check if we have a current coroutine and MoveNext on it if we do

  48.             if(_current != null && _current.MoveNext())

  49.             {

  50.                 //Return whatever the coroutine yielded, so we will yield the

  51.                 //same thing

  52.                 yield return _current.Current;

  53.             }

  54.             else

  55.                 //Otherwise wait for the next frame

  56.                 yield return null;

  57.         }

  58.     }


  59.     IEnumerator CountUp()

  60.     {

  61.         //We have a local increment so the routines

  62.         //get independently faster depending on how

  63.         //long they have been active

  64.         float increment = 0;

  65.         while(true)

  66.         {

  67.             //Exit if the Q button is pressed

  68.             if(Input.GetKey(KeyCode.Q))

  69.                 break;

  70.             increment+=Time.deltaTime;

  71.             value += Mathf.RoundToInt(increment);

  72.             yield return null;

  73.         }

  74.     }


  75.     IEnumerator CountDown()

  76.     {

  77.         float increment = 0f;

  78.         while(true)

  79.         {

  80.             if(Input.GetKey(KeyCode.Q))

  81.                 break;

  82.             increment+=Time.deltaTime;

  83.             value -= Mathf.RoundToInt(increment);

  84.             //This coroutine returns a yield instruction

  85.             yield return new WaitForSeconds(0.1f);

  86.         }

  87.     }


  88. }

上面的代码实现是两个协程交替调用,对有这种需求来说实在太精妙了。

 

 

小结:

今天仔细看了下UnityGems.com 有关Coroutine的两篇文章,虽然第一篇(参考①)现在验证的结果有很多错误,但对于理解协程还是不错的,尤其是当我发现Hijack这个脚本时,就迫不及待分享给大家。

 

本来没觉得会有UnityGems.com上的文章会有错误的,无意测试了发现还是有很大的出入,当然这也不是说原来作者没有经过验证就妄加揣测,D.S.Qiu觉得很有可能是Unity内部的实现机制改变了,这种东西完全可以改动,Unity虽然开发了很多年了,但是其实在实际开发中还是有很多坑,越发觉得Unity的无力,虽说容易上手,但是填坑的功夫也是必不可少的。

 

看来很多结论还是要通过自己的验证才行,贸然复制粘贴很难出真知,切记!

 









本文转自 xiaominghimi 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/xiaominghimi/1639082,如需转载请自行联系原作者
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