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AssetBundle機(jī)制和內(nèi)存管理

2019-11-09 14:22:19
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供稿:網(wǎng)友

AssetBundle機(jī)制相關(guān)資料收集

最近網(wǎng)友通過網(wǎng)站搜索Unity3D在手機(jī)及其他平臺(tái)下占用內(nèi)存太大. 這里寫下關(guān)于Unity3D對(duì)于內(nèi)存的管理與優(yōu)化.

Unity3D 里有兩種動(dòng)態(tài)加載機(jī)制:一個(gè)是Resources.Load,另外一個(gè)通過AssetBundle,其實(shí)兩者區(qū)別不大。 Resources.Load就是從一個(gè)缺省打進(jìn)程序包里的AssetBundle里加載資源,而一般AssetBundle文件需要你自己創(chuàng)建,運(yùn)行時(shí) 動(dòng)態(tài)加載,可以指定路徑和來源的。

其實(shí)場景里所有靜態(tài)的對(duì)象也有這么一個(gè)加載過程,只是Unity3D后臺(tái)替你自動(dòng)完成了。

詳細(xì)說一下細(xì)節(jié)概念: AssetBundle運(yùn)行時(shí)加載: 來自文件就用CreateFromFile(注意這種方法只能用于standalone程序)這是最快的加載方法 也可以來自Memory,用CreateFromMemory(byte[]),這個(gè)byte[]可以來自文件讀取的緩沖,www的下載或者其他可能的方式。 其實(shí)WWW的assetBundle就是內(nèi)部數(shù)據(jù)讀取完后自動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)assetBundle而已 Create完以后,等于把硬盤或者網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)文件讀到內(nèi)存一個(gè)區(qū)域,這時(shí)候只是個(gè)AssetBundle內(nèi)存鏡像數(shù)據(jù)塊,還沒有Assets的概念。 Assets加載: 用AssetBundle.Load(同Resources.Load) 這才會(huì)從AssetBundle的內(nèi)存鏡像里讀取并創(chuàng)建一個(gè)Asset對(duì)象,創(chuàng)建Asset對(duì)象同時(shí)也會(huì)分配相應(yīng)內(nèi)存用于存放(反序列化) 異步讀取用AssetBundle.LoadAsync 也可以一次讀取多個(gè)用AssetBundle.LoadAll AssetBundle的釋放: AssetBundle.Unload(flase)是釋放AssetBundle文件的內(nèi)存鏡像,不包含Load創(chuàng)建的Asset內(nèi)存對(duì)象。 AssetBundle.Unload(true)是釋放那個(gè)AssetBundle文件內(nèi)存鏡像和并銷毀所有用Load創(chuàng)建的Asset內(nèi)存對(duì)象。

一個(gè)PRefab從assetBundle里L(fēng)oad出來 里面可能包括:Gameobject transform mesh texture material shader script和各種其他Assets。 你 Instaniate一個(gè)Prefab,是一個(gè)對(duì)Assets進(jìn)行Clone(復(fù)制)+引用結(jié)合的過程,GameObject transform 是Clone是新生成的。其他mesh / texture / material / shader 等,這其中些是純引用的關(guān)系的,包括:Texture和TerrainData,還有引用和復(fù)制同時(shí)存在的,包括:Mesh/material /PhysicMaterial。引用的Asset對(duì)象不會(huì)被復(fù)制,只是一個(gè)簡單的指針指向已經(jīng)Load的Asset對(duì)象。這種含糊的引用加克隆的混合, 大概是搞糊涂大多數(shù)人的主要原因。 專門要提一下的是一個(gè)特殊的東西:Script Asset,看起來很奇怪,Unity里每個(gè)Script都是一個(gè)封閉的Class定義而已,并沒有寫調(diào)用代碼,光Class的定義腳本是不會(huì)工作的。其 實(shí)Unity引擎就是那個(gè)調(diào)用代碼,Clone一個(gè)script asset等于new一個(gè)class實(shí)例,實(shí)例才會(huì)完成工作。把他掛到Unity主線程的調(diào)用鏈里去,Class實(shí)例里的OnUpdate OnStart等才會(huì)被執(zhí)行。多個(gè)物體掛同一個(gè)腳本,其實(shí)就是在多個(gè)物體上掛了那個(gè)腳本類的多個(gè)實(shí)例而已,這樣就好理解了。在new class這個(gè)過程中,數(shù)據(jù)區(qū)是復(fù)制的,代碼區(qū)是共享的,算是一種特殊的復(fù)制+引用關(guān)系。 你可以再Instaniate一個(gè)同樣的Prefab,還是這套mesh/texture/material/shader…,這時(shí)候會(huì)有新的GameObject等,但是不會(huì)創(chuàng)建新的引用對(duì)象比如Texture. 所以你Load出來的Assets其實(shí)就是個(gè)數(shù)據(jù)源,用于生成新對(duì)象或者被引用,生成的過程可能是復(fù)制(clone)也可能是引用(指針) 當(dāng)你Destroy一個(gè)實(shí)例時(shí),只是釋放那些Clone對(duì)象,并不會(huì)釋放引用對(duì)象和Clone的數(shù)據(jù)源對(duì)象,Destroy并不知道是否還有別的object在引用那些對(duì)象。 等到?jīng)]有任何 游戲場景物體在用這些Assets以后,這些assets就成了沒有引用的游離數(shù)據(jù)塊了,是UnusedAssets了,這時(shí)候就可以通過Resources.UnloadUnusedAssets來釋放,Destroy不能完成這個(gè)任 務(wù),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(duì)象在用這些Assets了。 配個(gè)圖加深理解: AssetBundle內(nèi)存占用情況

Unity3D占用內(nèi)存太大怎么解決呢?

雖然都叫Asset,但復(fù)制的和引用的是不一樣的,這點(diǎn)被Unity的暗黑技術(shù)細(xì)節(jié)掩蓋了,需要自己去理解。

關(guān)于內(nèi)存管理 按照傳統(tǒng)的編程思維,最好的方法是:自己維護(hù)所有對(duì)象,用一個(gè)Queue來保存所有object,不用時(shí)該Destory的,該Unload的自己處理。 但這樣在C# .net框架底下有點(diǎn)沒必要,而且很麻煩。 穩(wěn)妥起見你可以這樣管理

創(chuàng)建時(shí): 先建立一個(gè)AssetBundle,無論是從www還是文件還是memory 用AssetBundle.load加載需要的asset 加載完后立即AssetBundle.Unload(false),釋放AssetBundle文件本身的內(nèi)存鏡像,但不銷毀加載的Asset對(duì)象。(這樣你不用保存AssetBundle的引用并且可以立即釋放一部分內(nèi)存) 釋放時(shí): 如果有Instantiate的對(duì)象,用Destroy進(jìn)行銷毀 在合適的地方調(diào)用Resources.UnloadUnusedAssets,釋放已經(jīng)沒有引用的Asset. 如果需要立即釋放內(nèi)存加上GC.Collect(),否則內(nèi)存未必會(huì)立即被釋放,有時(shí)候可能導(dǎo)致內(nèi)存占用過多而引發(fā)異常。 這樣可以保證內(nèi)存始終被及時(shí)釋放,占用量最少。也不需要對(duì)每個(gè)加載的對(duì)象進(jìn)行引用。

當(dāng)然這并不是唯一的方法,只要遵循加載和釋放的原理,任何做法都是可以的。

系統(tǒng)在加載新場景時(shí),所有的內(nèi)存對(duì)象都會(huì)被自動(dòng)銷毀,包括你用AssetBundle.Load加載的對(duì)象和Instaniate克隆的。但是不包括AssetBundle文件自身的內(nèi)存鏡像,那個(gè)必須要用Unload來釋放,用.net的術(shù)語,這種數(shù)據(jù)緩存是非托管的。

總結(jié)一下各種加載和初始化的用法: AssetBundle.CreateFrom…..:創(chuàng)建一個(gè)AssetBundle內(nèi)存鏡像,注意同一個(gè)assetBundle文件在沒有Unload之前不能再次被使用 WWW.AssetBundle:同上,當(dāng)然要先new一個(gè)再 yield return 然后才能使用 AssetBundle.Load(name): 從AssetBundle讀取一個(gè)指定名稱的Asset并生成Asset內(nèi)存對(duì)象,如果多次Load同名對(duì)象,除第一次外都只會(huì)返回已經(jīng)生成的Asset 對(duì)象,也就是說多次Load一個(gè)Asset并不會(huì)生成多個(gè)副本(singleton)。 Resources.Load(path&name):同上,只是從默認(rèn)的位置加載。 Instantiate(object):Clone 一個(gè)object的完整結(jié)構(gòu),包括其所有Component和子物體(詳見官方文檔),淺Copy,并不復(fù)制所有引用類型。有個(gè)特別用法,雖然很少這樣 用,其實(shí)可以用Instantiate來完整的拷貝一個(gè)引用類型的Asset,比如Texture等,要拷貝的Texture必須類型設(shè)置為 Read/Write able。

總結(jié)一下各種釋放 Destroy: 主要用于銷毀克隆對(duì)象,也可以用于場景內(nèi)的靜態(tài)物體,不會(huì)自動(dòng)釋放該對(duì)象的所有引用。雖然也可以用于Asset,但是概念不一樣要小心,如果用于銷毀從文 件加載的Asset對(duì)象會(huì)銷毀相應(yīng)的資源文件!但是如果銷毀的Asset是Copy的或者用腳本動(dòng)態(tài)生成的,只會(huì)銷毀內(nèi)存對(duì)象。 AssetBundle.Unload(false):釋放AssetBundle文件內(nèi)存鏡像 AssetBundle.Unload(true):釋放AssetBundle文件內(nèi)存鏡像同時(shí)銷毀所有已經(jīng)Load的Assets內(nèi)存對(duì)象 Reources.UnloadAsset(Object):顯式的釋放已加載的Asset對(duì)象,只能卸載磁盤文件加載的Asset對(duì)象 Resources.UnloadUnusedAssets:用于釋放所有沒有引用的Asset對(duì)象 GC.Collect()強(qiáng)制垃圾收集器立即釋放內(nèi)存 Unity的GC功能不算好,沒把握的時(shí)候就強(qiáng)制調(diào)用一下

在3.5.2之前好像Unity不能顯式的釋放Asset

舉兩個(gè)例子幫助理解 例子1: 一個(gè)常見的錯(cuò)誤:你從某個(gè)AssetBundle里L(fēng)oad了一個(gè)prefab并克隆之:obj = Instaniate(AssetBundle1.Load(‘MyPrefab”); 這個(gè)prefab比如是個(gè)npc 然后你不需要他的時(shí)候你用了:Destroy(obj);你以為就釋放干凈了 其實(shí)這時(shí)候只是釋放了Clone對(duì)象,通過Load加載的所有引用、非引用Assets對(duì)象全都靜靜靜的躺在內(nèi)存里。 這種情況應(yīng)該在Destroy以后用:AssetBundle1.Unload(true),徹底釋放干凈。 如果這個(gè)AssetBundle1是要反復(fù)讀取的 不方便Unload,那可以在Destroy以后用:Resources.UnloadUnusedAssets()把所有和這個(gè)npc有關(guān)的Asset都銷毀。 當(dāng)然如果這個(gè)NPC也是要頻繁創(chuàng)建 銷毀的 那就應(yīng)該讓那些Assets呆在內(nèi)存里以加速游戲體驗(yàn)。 由此可以解釋另一個(gè)之前有人提過的話題:為什么第一次Instaniate 一個(gè)Prefab的時(shí)候都會(huì)卡一下,因?yàn)樵谀愕谝淮蜪nstaniate之前,相應(yīng)的Asset對(duì)象還沒有被創(chuàng)建,要加載系統(tǒng)內(nèi)置的 AssetBundle并創(chuàng)建Assets,第一次以后你雖然Destroy了,但Prefab的Assets對(duì)象都還在內(nèi)存里,所以就很快了。

順便提一下幾種加載方式的區(qū)別: 其實(shí)存在3種加載方式: 一是靜態(tài)引用,建一個(gè)public的變量,在Inspector里把prefab拉上去,用的時(shí)候instantiate 二是Resource.Load,Load以后instantiate 三是AssetBundle.Load,Load以后instantiate 三種方式有細(xì) 節(jié)差異,前兩種方式,引用對(duì)象texture是在instantiate時(shí)加載,而assetBundle.Load會(huì)把perfab的全部assets 都加載,instantiate時(shí)只是生成Clone。所以前兩種方式,除非你提前加載相關(guān)引用對(duì)象,否則第一次instantiate時(shí)會(huì)包含加載引用 assets的操作,導(dǎo)致第一次加載的lag。

例子2: 從磁盤讀取一個(gè)1.unity3d文件到內(nèi)存并建立一個(gè)AssetBundle1對(duì)象 AssetBundle AssetBundle1 = AssetBundle.CreateFromFile(“1.unity3d”); 從AssetBundle1里讀取并創(chuàng)建一個(gè)Texture Asset,把obj1的主貼圖指向它 obj1.renderer.material.mainTexture = AssetBundle1.Load(“wall”) as Texture; 把obj2的主貼圖也指向同一個(gè)Texture Asset obj2.renderer.material.mainTexture =obj1.renderer.material.mainTexture; Texture是引用對(duì)象,永遠(yuǎn)不會(huì)有自動(dòng)復(fù)制的情況出現(xiàn)(除非你真需要,用代碼自己實(shí)現(xiàn)copy),只會(huì)是創(chuàng)建和添加引用 如果繼續(xù): AssetBundle1.Unload(true) 那obj1和obj2都變成黑的了,因?yàn)橹赶虻腡exture Asset沒了 如果: AssetBundle1.Unload(false) 那obj1和obj2不變,只是AssetBundle1的內(nèi)存鏡像釋放了 繼續(xù): Destroy(obj1),//obj1被釋放,但并不會(huì)釋放剛才Load的Texture 如果這時(shí)候: Resources.UnloadUnusedAssets(); 不會(huì)有任何內(nèi)存釋放 因?yàn)門exture asset還被obj2用著 如果 Destroy(obj2) obj2被釋放,但也不會(huì)釋放剛才Load的Texture 繼續(xù) Resources.UnloadUnusedAssets(); 這時(shí)候剛才load的Texture Asset釋放了,因?yàn)闆]有任何引用了 最后CG.Collect(); 強(qiáng)制立即釋放內(nèi)存 由此可以引申出論壇里另一個(gè)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讀圖片文件的話等于是直接創(chuàng)建了一個(gè)Texture Asset 假設(shè)文件保存在一個(gè)List里 TLlist 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(nèi)存里始終只有一個(gè)巨型Texture Asset資源,也不用代碼追蹤上一個(gè)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 Hog的評(píng)論引用:

感覺這是Unity內(nèi)存管理暗黑和混亂的地方,特別是牽扯到Texture 我最近也一直在測試這些用AssetBundle加載的asset一樣可以用Resources.UnloadUnusedAssets卸載,但必須先AssetBundle.Unload,才會(huì)被識(shí)別為無用的asset。比較保險(xiǎn)的做法是 創(chuàng)建時(shí): 先建立一個(gè)AssetBundle,無論是從www還是文件還是memory 用AssetBundle.load加載需要的asset 用完后立即AssetBundle.Unload(false),關(guān)閉AssetBundle但不摧毀創(chuàng)建的對(duì)象和引用 銷毀時(shí): 對(duì)Instantiate的對(duì)象進(jìn)行Destroy 在合適的地方調(diào)用Resources.UnloadUnusedAssets,釋放已經(jīng)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(nèi)存始終被及時(shí)釋放 只要你Unload過的AssetBundle,那些創(chuàng)建的對(duì)象和引用都會(huì)在LoadLevel時(shí)被自動(dòng)釋放。

全面理解Unity加載和內(nèi)存管理機(jī)制之二: 進(jìn)一步深入和細(xì)節(jié)Unity幾種動(dòng)態(tài)加載Prefab方式的差異: 其實(shí)存在3種加載prefab的方式: 一是靜態(tài)引用,建一個(gè)public的變量,在Inspector里把prefab拉上去,用的時(shí)候instantiate 二是Resource.Load,Load以后instantiate 三是AssetBundle.Load,Load以后instantiate 三種方式有細(xì)節(jié)差異,前兩種方式,引用對(duì)象texture是在instantiate時(shí)加載,而assetBundle.Load會(huì)把perfab的全部 assets都加載,instantiate時(shí)只是生成Clone。所以前兩種方式,除非你提前加載相關(guān)引用對(duì)象,否則第一次instantiate時(shí)會(huì) 包含加載引用類assets的操作,導(dǎo)致第一次加載的lag。官方論壇有人說Resources.Load和靜態(tài)引用是會(huì)把所有資源都預(yù)先加載的,反復(fù)測試的結(jié)果,靜態(tài)引用和Resources.Load也是OnDemand的,用到時(shí)才會(huì)加載

幾種AssetBundle創(chuàng)建方式的差異: CreateFromFile:這種方式不會(huì)把整個(gè)硬盤AssetBundle文件都加載到 內(nèi)存來,而是類似建立一個(gè)文件操作句柄和緩沖區(qū),需要時(shí)才實(shí)時(shí)Load,所以這種加載方式是最節(jié)省資源的,基本上AssetBundle本身不占什么內(nèi) 存,只需要Asset對(duì)象的內(nèi)存。可惜只能在PC/Mac Standalone程序中使用。 CreateFromMemory和www.assetBundle:這兩種方式AssetBundle文件會(huì)整個(gè)鏡像于內(nèi)存中,理論上文件多大就需要多大的內(nèi)存,之后Load時(shí)還要占用額外內(nèi)存去生成Asset對(duì)象。

什么時(shí)候才是UnusedAssets? 看一個(gè)例子: Object obj = Resources.Load(“MyPrefab”); GameObject instance = Instantiate(obj) as GameObject; ……… Destroy(instance); 創(chuàng)建隨后銷毀了一個(gè)Prefab實(shí)例,這時(shí)候 MyPrefab已經(jīng)沒有被實(shí)際的物體引用了,但如果這時(shí): Resources.UnloadUnusedAssets(); 內(nèi)存并沒有被釋放,原因:MyPrefab還被這個(gè)變量obj所引用 這時(shí)候: obj = null; Resources.UnloadUnusedAssets(); 這樣才能真正釋放Assets對(duì)象 所以:UnusedAssets不但要沒有被實(shí)際物體引用,也要沒有被生命周期內(nèi)的變量所引用,才可以理解為 Unused(引用計(jì)數(shù)為0) 所以所以:如果你用個(gè)全局變量保存你Load的Assets,又沒有顯式的設(shè)為null,那 在這個(gè)變量失效前你無論如何UnloadUnusedAssets也釋放不了那些Assets的。如果你這些Assets又不是從磁盤加載的,那除了 UnloadUnusedAssets或者加載新場景以外沒有其他方式可以卸載之。

一個(gè)復(fù)雜的例子,代碼很丑陋實(shí)際也不可能這樣做,只是為了加深理解

IEnumerator OnClick()

{

Resources.UnloadUnusedAssets();//清干凈以免影響測試效果

yield return new WaitForSeconds(3);

float wait = 0.5f;

//用www讀取一個(gè)assetBundle,里面是一個(gè)Unity基本球體和帶一張大貼圖的材質(zhì),是一個(gè)Prefab

WWW aa = new WWW(@”file://SpherePrefab.unity3d”);

yield return aa;

AssetBundle asset = aa.assetBundle;

yield return new WaitForSeconds(wait);//每步都等待0.5s以便于分析結(jié)果

Texture tt = asset.Load(“BallTexture”) as Texture;//加載貼圖

yield return new WaitForSeconds(wait);

GameObject ba = asset.Load(“SpherePrefab”) as GameObject;//加載Prefab

yield return new WaitForSeconds(wait);

GameObject obj1 = Instantiate(ba) as GameObject;//生成實(shí)例

yield return new WaitForSeconds(wait);

Destroy(obj1);//銷毀實(shí)例

yield return new WaitForSeconds(wait);

asset.Unload(false);//卸載Assetbundle

yield return new WaitForSeconds(wait);

Resources.UnloadUnusedAssets();//卸載無用資源

yield return new WaitForSeconds(wait);

ba = null;//將prefab引用置為空以后卸無用載資源

Resources.UnloadUnusedAssets();

yield return new WaitForSeconds(wait);

tt = null;//將texture引用置為空以后卸載無用資源

Resources.UnloadUnusedAssets();

}

這是測試結(jié)果的內(nèi)存Profile曲線圖 這里寫圖片描述

Unity3D占用內(nèi)存太大怎么解決呢? 很經(jīng)典的對(duì)稱造型,用多少釋放多少。 這是各階段的內(nèi)存和其他數(shù)據(jù)變化 這里寫圖片描述 說明: 1 初始狀態(tài) 2 載入AssetBundle文件后,內(nèi)存多了文件鏡像,用量上升,Total Object和Assets增加1(AssetBundle也是object) 3 載入Texture后,內(nèi)存繼續(xù)上升,因?yàn)槎嗔薚exture Asset,Total Objects和Assets增加1 4 載入Prefab后,內(nèi)存無明顯變化,因?yàn)樽钫純?nèi)存的Texture已經(jīng)加載,Materials上升是因?yàn)槎嗔薖refab的材質(zhì),Total Objects和Assets增加6,因?yàn)?Perfab 包含很多 Components 5 實(shí)例化Prefab以后,顯存的Texture Memory、GameObjectTotal、Objects in Scene上升,都是因?yàn)閷?shí)例化了一個(gè)可視的對(duì)象 6 銷毀實(shí)例后,上一步的變化還原,很好理解 7 卸載AssetBundle文件后,AssetBundle文件鏡像占用的內(nèi)存被釋放,相應(yīng)的Assets和Total Objects Count也減1 8 直接Resources.UnloadUnusedAssets,沒有任何變化,因?yàn)樗蠥ssets引用并沒有清空 9 把Prefab引用變量設(shè)為null以后,整個(gè)Prefab除了Texture外都沒有任何引用了,所以被UnloadUnusedAssets銷毀,Assets和Total Objects Count減6 10 再把Texture的引用變量設(shè)為null,之后也被UnloadUnusedAssets銷毀,內(nèi)存被釋放,assets和Total Objects Count減1,基本還原到初始狀態(tài)

從中也可以看出: Texture加載以后是到內(nèi)存,顯示的時(shí)候才進(jìn)入顯存的Texture Memory。 所有的東西基礎(chǔ)都是Object Load的是Asset,Instantiate的是GameObject和Object in Scene Load的Asset要Unload,new的或者Instantiate的object可以Destroy

Unity 3D中的內(nèi)存管理

Unity3D在內(nèi)存占用上一直被人詬病,特別是對(duì)于面向移動(dòng)設(shè)備的游戲開發(fā),動(dòng)輒內(nèi)存占用飆上一兩百兆,導(dǎo)致內(nèi)存資源耗盡,從而被系統(tǒng)強(qiáng)退造成極 差的體驗(yàn)。類似這種情況并不少見,但是絕大部分都是可以避免的。雖然理論上Unity的內(nèi)存管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)為開發(fā)者分憂解難,讓大家投身到更有意義的事情中 去,但是對(duì)于Unity對(duì)內(nèi)存的管理方式,官方文檔中并沒有太多的說明,基本需要依靠自己摸索。最近在接手的項(xiàng)目中存在嚴(yán)重的內(nèi)存問題,在參照文檔和 Unity Answer眾多猜測和證實(shí)之后,稍微總結(jié)了下Unity中的內(nèi)存的分配和管理的基本方式,在此共享。

雖然Unity標(biāo)榜自己的內(nèi)存使用全都是“Managed Memory”,但是事實(shí)上你必須正確地使用內(nèi)存,以保證回收機(jī)制正確運(yùn)行。如果沒有做應(yīng)當(dāng)做的事情,那么場景和代碼很有可能造成很多非必要內(nèi)存的占用, 這也是很多Unity開發(fā)者抱怨內(nèi)存占用太大的原因。接下來我會(huì)介紹Unity使用內(nèi)存的種類,以及相應(yīng)每個(gè)種類的優(yōu)化和使用的技巧。遵循使用原則,可以 讓非必要資源盡快得到釋放,從而降低內(nèi)存占用。

Unity中的內(nèi)存種類

實(shí)際上Unity游戲使用的內(nèi)存一共有三種:程序代碼、托管堆(Managed Heap)以及本機(jī)堆(Native Heap)。

程序代碼包括了所有的Unity引擎,使用的庫,以及你所寫的所有的游戲代碼。在編譯后,得到的運(yùn)行文件將會(huì)被加載到設(shè)備中執(zhí)行,并占用一定內(nèi)存。

這部分內(nèi)存實(shí)際上是沒有辦法去“管理”的,它們將在內(nèi)存中從一開始到最后一直存在。一個(gè)空的Unity默認(rèn)場景,什么代碼都不放,在iOS設(shè)備上占 用內(nèi)存應(yīng)該在17MB左右,而加上一些自己的代碼很容易就飆到20MB左右。想要減少這部分內(nèi)存的使用,能做的就是減少使用的庫,稍后再說。

托管堆是被Mono使用的一部分內(nèi)存。Mono項(xiàng)目一個(gè)開源的.net框架的一種實(shí)現(xiàn),對(duì)于Unity開發(fā),其實(shí)充當(dāng)了基本類庫的角色。

托管堆用來存放類的實(shí)例(比如用new生成的列表,實(shí)例中的各種聲明的變量等)。“托管”的意思是Mono“應(yīng)該”自動(dòng)地改變堆的大小來適應(yīng)你所需要的內(nèi)存,

并且定時(shí)地使用垃圾回收(Garbage Collect)來釋放已經(jīng)不需要的內(nèi)存。關(guān)鍵在于,有時(shí)候你會(huì)忘記清除對(duì)已經(jīng)不需要再使用的內(nèi)存的引用,

從而導(dǎo)致Mono認(rèn)為這塊內(nèi)存一直有用,而無法回收。

最后,本機(jī)堆是Unity引擎進(jìn)行申請(qǐng)和操作的地方,比如貼圖,音效,關(guān)卡數(shù)據(jù)等。Unity使用了自己的一套內(nèi)存管理機(jī)制來使這塊內(nèi)存具有和托管堆類似的功能。

基本理念是,如果在這個(gè)關(guān)卡里需要某個(gè)資源,那么在需要時(shí)就加載,之后在沒有任何引用時(shí)進(jìn)行卸載。聽起來很美好也和托管堆一樣,

但是由于Unity有一套自動(dòng)加載和卸載資源的機(jī)制,讓兩者變得差別很大。自動(dòng)加載資源可以為開發(fā)者省不少事兒,

但是同時(shí)也意味著開發(fā)者失去了手動(dòng)管理所有加載資源的權(quán)力,這非常容易導(dǎo)致大量的內(nèi)存占用(貼圖什么的你懂的),

也是Unity給人留下“吃內(nèi)存”印象的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

優(yōu)化程序代碼的內(nèi)存占用

這部分的優(yōu)化相對(duì)簡單,因?yàn)槟茏龅氖虑椴⒉欢啵褐饕褪菧p少打包時(shí)的引用庫,改一改build設(shè)置即可。

對(duì)于一個(gè)新項(xiàng)目來說不會(huì)有太大問題,但是如果是已經(jīng)存在的項(xiàng)目,可能改變會(huì)導(dǎo)致原來所需要的庫的缺失(雖說一般來說這種可能性不大),

因此有可能無法做到最優(yōu)。

當(dāng)使用Unity開發(fā)時(shí),默認(rèn)的Mono包含庫可以說大部分用不上,在Player Setting(Edit->Project Setting->Player或者Shift+Ctrl(Command)+B里的Player Setting按鈕)

面板里,將最下方的Optimization欄目中“Api Compatibility Level”選為.NET 2.0 Subset,表示你只會(huì)使用到部分的.NET 2.0 Subset,不需要Unity將全部.NET的Api包含進(jìn)去。接下來的“Stripping Level”表示從build的庫中剝離的力度,每一個(gè)剝離選項(xiàng)都將從打包好的庫中去掉一部分內(nèi)容。你需要保證你的代碼沒有用到這部分被剝離的功能,

選為“Use micro mscorlib”的話將使用最小的庫(一般來說也沒啥問題,不行的話可以試試之前的兩個(gè))。庫剝離可以極大地降低打包后的程序的尺寸以及程序代碼的內(nèi)存占用,唯一的缺點(diǎn)是這個(gè)功能只支持Pro版的Unity。

這部分優(yōu)化的力度需要根據(jù)代碼所用到的.NET的功能來進(jìn)行調(diào)整,有可能不能使用Subset或者最大的剝離力度。

如果超出了限度,很可能會(huì)在需要該功能時(shí)因?yàn)檎也坏较鄳?yīng)的庫而crash掉(iOS的話很可能在Xcode編譯時(shí)就報(bào)錯(cuò)了)。

比較好地解決方案是仍然用最強(qiáng)的剝離,并輔以較小的第三方的類庫來完成所需功能。

一個(gè)最常見問題是最大剝離時(shí)Sysytem.xml是不被Subset和micro支持的,如果只是為了xml,完全可以導(dǎo)入一個(gè)輕量級(jí)的xml庫來解決依賴(Unity官方推薦這個(gè))。

關(guān)于每個(gè)設(shè)定對(duì)應(yīng)支持的庫的詳細(xì)列表,可以在這里找到。關(guān)于每個(gè)剝離級(jí)別到底做了什么,Unity的文檔也有說明。

實(shí)際上,在游戲開發(fā)中絕大多數(shù)被剝離的功能使用不上的,因此不管如何,庫剝離的優(yōu)化方法都值得一試。

托管堆優(yōu)化

Unity有一篇不錯(cuò)的關(guān)于托管堆代碼如何寫比較好的說明,在此基礎(chǔ)上我個(gè)人有一些補(bǔ)充。

首先需要明確,托管堆中存儲(chǔ)的是你在你的代碼中申請(qǐng)的內(nèi)存(不論是用js,C#還是Boo寫的)。

一般來說,無非是new或者Instantiate兩種生成object的方法(事實(shí)上Instantiate中也是調(diào)用了new)。

在接收到alloc請(qǐng)求后,托管堆在其上為要新生成的對(duì)象實(shí)例以及其實(shí)例變量分配內(nèi)存,如果可用空間不足,則向系統(tǒng)申請(qǐng)更多空間。

當(dāng)你使用完一個(gè)實(shí)例對(duì)象之后,通常來說在腳本中就不會(huì)再有對(duì)該對(duì)象的引用了(這包括將變量設(shè)置為null或其他引用,超出了變量的作用域,

或者對(duì)Unity對(duì)象發(fā)送Destory())。在每隔一段時(shí)間,Mono的垃圾回收機(jī)制將檢測內(nèi)存,將沒有再被引用的內(nèi)存釋放回收。總的來說,

你要做的就是在盡可能早的時(shí)間將不需要的引用去除掉,這樣回收機(jī)制才能正確地把不需要的內(nèi)存清理出來。但是需要注意在內(nèi)存清理時(shí)有可能造成游戲的短時(shí)間卡頓,

這將會(huì)很影響游戲體驗(yàn),因此如果有大量的內(nèi)存回收工作要進(jìn)行的話,需要盡量選擇合適的時(shí)間。

如果在你的游戲里,有特別多的類似實(shí)例,并需要對(duì)它們經(jīng)常發(fā)送Destroy()的話,游戲性能上會(huì)相當(dāng)難看。比如小熊推金幣中的金幣實(shí)例,按理說每枚金幣落下臺(tái)子后

都需要對(duì)其Destory(),然后新的金幣進(jìn)入臺(tái)子時(shí)又需要Instantiate,這對(duì)性能是極大的浪費(fèi)。一種通常的做法是在不需要時(shí),不摧毀這個(gè)GameObject,而只是隱藏它,

并將其放入一個(gè)重用數(shù)組中。之后需要時(shí),再從重用數(shù)組中找到可用的實(shí)例并顯示。這將極大地改善游戲的性能,相應(yīng)的代價(jià)是消耗部分內(nèi)存,一般來說這是可以接受的。

關(guān)于對(duì)象重用,可以參考Unity關(guān)于內(nèi)存方面的文檔中Reusable Object Pools部分,或者Prime31有一個(gè)是用Linq來建立重用池的視頻教程(Youtube,需要FQ,上,下)。

如果不是必要,應(yīng)該在游戲進(jìn)行的過程中盡量減少對(duì)GameObject的Instantiate()和Destroy()調(diào)用,因?yàn)閷?duì)計(jì)算資源會(huì)有很大消耗。在便攜設(shè)備上短時(shí)間大量生成和摧毀物體的

話,很容易造成瞬時(shí)卡頓。如果內(nèi)存沒有問題的話,盡量選擇先將他們收集起來,然后在合適的時(shí)候(比如按暫停鍵或者是關(guān)卡切換),將它們批量地銷毀并 且回收內(nèi)存。Mono的內(nèi)存回收會(huì)在后臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行,系統(tǒng)會(huì)選擇合適的時(shí)間進(jìn)行垃圾回收。在合適的時(shí)候,也可以手動(dòng)地調(diào)用 System.GC.Collect()來建議系統(tǒng)進(jìn)行一次垃圾回收。

要注意的是這里的調(diào)用真的僅僅只是建議,可能系統(tǒng)會(huì)在一段時(shí)間后在進(jìn)行回收,也可能完全不理會(huì)這條請(qǐng)求,不過在大部分時(shí)間里,這個(gè)調(diào)用還是靠譜的。

本機(jī)堆的優(yōu)化

當(dāng)你加載完成一個(gè)Unity的scene的時(shí)候,scene中的所有用到的asset(包括Hierarchy中所有GameObject上以及腳本中賦值了的的材質(zhì),貼圖,動(dòng)畫,聲音等素材),

都會(huì)被自動(dòng)加載(這正是Unity的智能之處)。也就是說,當(dāng)關(guān)卡呈現(xiàn)在用戶面前的時(shí)候,所有Unity編輯器能認(rèn)識(shí)的本關(guān)卡的資源都已經(jīng)被預(yù)先加 入內(nèi)存了,這樣在本關(guān)卡中,用戶將有良好的體驗(yàn),不論是更換貼圖,聲音,還是播放動(dòng)畫時(shí),都不會(huì)有額外的加載,這樣的代價(jià)是內(nèi)存占用將變多。Unity最 初的設(shè)計(jì)目的還是面向臺(tái)式機(jī),

幾乎無限的內(nèi)存和虛擬內(nèi)存使得這樣的占用似乎不是問題,但是這樣的內(nèi)存策略在之后移動(dòng)平臺(tái)的興起和大量移動(dòng)設(shè)備游戲的制作中出現(xiàn)了弊端,因?yàn)橐苿?dòng)設(shè) 備能使用的資源始終非常有限。因此在面向移動(dòng)設(shè)備游戲的制作時(shí),盡量減少在Hierarchy對(duì)資源的直接引用,而是使用Resource.Load的方 法,在需要的時(shí)候從硬盤中讀取資源,

在使用后用Resource.UnloadAsset()和Resources.UnloadUnusedAssets()盡快將其卸載掉。總之,這里是一個(gè)處理時(shí)間和占用內(nèi)存空間的trade off,

如何達(dá)到最好的效果沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,需要自己權(quán)衡。

在關(guān)卡結(jié)束的時(shí)候,這個(gè)關(guān)卡中所使用的所有資源將會(huì)被卸載掉(除非被標(biāo)記了DontDestroyOnLoad)的資源。注意不僅是DontDestroyOnLoad的資源本身,

其相關(guān)的所有資源在關(guān)卡切換時(shí)都不會(huì)被卸載。DontDestroyOnLoad一般被用來在關(guān)卡之間保存一些玩家的狀態(tài),比如分?jǐn)?shù),級(jí)別等偏向文 本的信息。如果DontDestroyOnLoad了一個(gè)包含很多資源(比如大量貼圖或者聲音等大內(nèi)存占用的東西)的話,這部分資源在場景切換時(shí)無法卸 載,將一直占用內(nèi)存,

這種情況應(yīng)該盡量避免。

另外一種需要注意的情況是腳本中對(duì)資源的引用。大部分腳本將在場景轉(zhuǎn)換時(shí)隨之失效并被回收,但是,在場景之間被保持的腳本不在此列(通常情況是被附 著在DontDestroyOnLoad的GameObject上了)。而這些腳本很可能含有對(duì)其他物體的Component或者資源的引用,這樣相關(guān)的 資源就都得不到釋放,

這絕對(duì)是不想要的情況。另外,static的單例(singleton)在場景切換時(shí)也不會(huì)被摧毀,同樣地,如果這種單例含有大量的對(duì)資源的引用,也會(huì)成為大問題。

因此,盡量減少代碼的耦合和對(duì)其他腳本的依賴是十分有必要的。如果確實(shí)無法避免這種情況,那應(yīng)當(dāng)手動(dòng)地對(duì)這些不再使用的引用對(duì)象調(diào)用Destroy()

或者將其設(shè)置為null。這樣在垃圾回收的時(shí)候,這些內(nèi)存將被認(rèn)為已經(jīng)無用而被回收。

需要注意的是,Unity在一個(gè)場景開始時(shí),根據(jù)場景構(gòu)成和引用關(guān)系所自動(dòng)讀取的資源,只有在讀取一個(gè)新的場景或者reset當(dāng)前場景時(shí),才會(huì)得到清理。

因此這部分內(nèi)存占用是不可避免的。在小內(nèi)存環(huán)境中,這部分初始內(nèi)存的占用十分重要,因?yàn)樗鼪Q定了你的關(guān)卡是否能夠被正常加載。因此在計(jì)算資源充足

或是關(guān)卡開始之后還有機(jī)會(huì)進(jìn)行加載時(shí),盡量減少Hierarchy中的引用,變?yōu)槭謩?dòng)用Resource.Load,將大大減少內(nèi)存占用。在 Resource.UnloadAsset()和Resources.UnloadUnusedAssets()時(shí),只有那些真正沒有任何引用指向的資源 會(huì)被回收,因此請(qǐng)確保在資源不再使用時(shí),將所有對(duì)該資源的引用設(shè)置為null或者Destroy。

同樣需要注意,這兩個(gè)Unload方法僅僅對(duì)Resource.Load拿到的資源有效,而不能回收任何場景開始時(shí)自動(dòng)加載的資源。與此類似的還有 AssetBundle的Load和Unload方法,靈活使用這些手動(dòng)自愿加載和卸載的方法,是優(yōu)化Unity內(nèi)存占用的不二法則~

總之這些就是關(guān)于Unity3d優(yōu)化細(xì)節(jié),具體還是查看Unity3D的技術(shù)手冊(cè),以便實(shí)現(xiàn)最大的優(yōu)化.

Unity3D運(yùn)行時(shí)刻資源管理

Asset Bundles 制作:BuildPipeline.BuildAssetBundle() 加載:AssetBundle.Load() 卸載:AssetBundle.Unload(bool unloadAllLoadedObjects) unloadAllLoadedObjects = true:釋放解壓數(shù)據(jù),所有已實(shí)例化的資源亦被釋放。 unloadAllLoadedObjects = false:釋放解壓數(shù)據(jù),已實(shí)例化的資源不釋放。

Resource Folders 制作:Project視圖中任意名為“Resources”文件夾下的資源,無論場景中是否用到。 加載:Resources.Load() 卸載:Resources.UnloadUnusedAssets(),實(shí)例通過Object.Destroy()釋放。 工作方式: 所有Resources資源及其相關(guān)資源都存儲(chǔ)于resources.assets中,但如果有資源被某場景使用,該資源則被存儲(chǔ)于該場景對(duì)應(yīng)的sharedassets<0~n>.assets中。 如果編譯目標(biāo)平臺(tái)為Streaming Web Player,則情況略有不同。你可以在設(shè)置中通過First Streamed Level With Resources一項(xiàng)指定所有Resources資源跟隨哪一場景(Level)加載。在該模式下,所有先于“First streamed Level”加載的場景,用到的Resource資源同上,都存儲(chǔ)于其對(duì)應(yīng)的sharedassets中;后于“First streamed Level”加載的場景,其用到的Resource資源,卻存儲(chǔ)于resources.assets中。

Streaming Web Players 該模式中的Streaming是以場景(Level)為單位的,你可以在編譯設(shè)置中指定各個(gè)場景的載入順序,Unity Web Player會(huì)按該順序自發(fā)異步加載各場景。同時(shí),Unity也提供了通過WWW加載.unity3d場景文件的API,使開發(fā)者對(duì)場景加載有更靈活的控制權(quán)。 實(shí)際上,WWW可以用于網(wǎng)絡(luò)下載任意資源(紋理、文本、二進(jìn)制文件),視頻和音頻也可以通過WWW下載,而且可以做到邊下載邊播放。

AssetBundle

想打包進(jìn)AssetBundle中的二進(jìn)制文件,其文件名后綴必須為“.bytes”,Unity會(huì)將其視為TextAssets對(duì)待。

AssetBundle bundle = www.assetBundle; 獲取WWW.assetBundle的一刻,由WWW下載的數(shù)據(jù)壓縮包被解壓,AssetBundle對(duì)象被創(chuàng)建,此時(shí)你可以用AssetBundle.Load()實(shí)例化資源了。

除非使用AssetBundle.LoadAll()獲取所有資源,否則無法得到一個(gè)AssetBundle中的資源列表。一般做法是在該AssetBundle中放置一個(gè)定好名稱的TextAsset,在其中維護(hù)一份所有資源的名稱列表。

一個(gè)AssetBundle包可以引用其他AssetBundle包中的資源。制作時(shí),需要調(diào)用BuildPipeline.PushAssetDependencies()和BuildPipeline.PopAssetDependencies()函數(shù)對(duì);加載時(shí),被引用的包需要先于引用包加載。 另外,重編這種包需要開啟BuildAssetBundleOptions.DeterministicAssetBundle,以保證每次重編時(shí)所使用的資源ID都是一樣的。

你可以在一個(gè)游戲里使用另一個(gè)游戲的AssetBundle,前提是該AssetBundle中所引用的資源,要么存在于該AssetBundle中,要么已經(jīng)被載入了游戲中。為確保AssetBundle引用的資源被編進(jìn)同包中,制作時(shí)可以使用BuildAssetBundleOptions.CollectDependencies選項(xiàng)。

AssetDatabase Unity Editor使用AssetDatabase維護(hù)項(xiàng)目中的所有資源文件,Unity使用這套API取代傳統(tǒng)的filesystem。這是一個(gè)Editor類,所以只有在名為“Editor”的文件夾下的Script中才有用。

BuildPipeline.BuildStreamedSceneAssetBundle()或BuildPipeline.BuildPlayer(…, BuildOptions.BuildAdditionalStreamedScenes)生成的場景包,使用WWW下載后,只需調(diào)用WWW.assetBundle,而不需AssetBundle.LoadAll(),即可激活包中的場景,即調(diào)用WWW.assetBundle后,你就可以通過application.LoadLevel()來載入場景了。


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