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全面理解Unity加载和内存管理一
2013年8月2日    评论:    分享:

    来源:第三维度
    作者:未知

     Unity里有两种动态加载机制:一是Resources.Load,一是通过AssetBundle,其实两者本质上我理解没有什么区别。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。

    其实场景里所有静态的对象也有这么一个加载过程,只是Unity后台替你自动完成了。

    详细说一下细节概念:

    AssetBundle运行时加载:

    来自文件就用CreateFromFile(注意这种方法只能用于standalone程序)这是最快的加载方法

    也可以来自Memory,用CreateFromMemory(byte[]),这个byte[]可以来自文件读取的缓冲,www的下载或者其他可能的方式。

    其实WWW的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区域,这时候只是个AssetBundle内存镜像数据块,还没有Assets的概念。

    Assets加载:

    用AssetBundle.Load(同Resources.Load) 这才会从AssetBundle的内存镜像里读取并创建一个Asset对象,创建Asset对象同时也会分配相应内存用于存放(反序列化)

    异步读取用AssetBundle.LoadAsync,  也可以一次读取多个用AssetBundle.LoadAll

    AssetBundle的释放:

    AssetBundle.Unload(flase)是释放AssetBundle文件的内存镜像,不包含Load创建的Asset内存对象。

    AssetBundle.Unload(true)是释放那个AssetBundle文件内存镜像和并销毁所有用Load创建的Asset内存对象。

    一个Prefab从assetBundle里Load出来 里面可能包括:Gameobject transform mesh texture material shader script和各种其他Assets。

    你Instantiate一个Prefab,是一个对Assets进行Clone(复制)+引用结合的过程,GameObject transform 是Clone是新生成的。其他mesh / texture / material / shader 等,这其中些是纯引用的关系的,包括:Texture和TerrainData,还有引用和复制同时存在的,包括:Mesh/material/PhysicMaterial。引用的Asset对象不会被复制,只是一个简单的指针指向已经Load的Asset对象。这种含糊的引用加克隆的混合,大概是搞糊涂大多数人的主要原因。

    专门要提一下的是一个特殊的东西:Script Asset,看起来很奇怪,Unity里每个Script都是一个封闭的Class定义而已,并没有写调用代码,光Class的定义脚本是不会工作的。其实Unity引擎就是那个调用代码,Clone一个script asset等于new一个class实例,实例才会完成工作。把他挂到Unity主线程的调用链里去,Class实例里的OnUpdate OnStart等才会被执行。多个物体挂同一个脚本,其实就是在多个物体上挂了那个脚本类的多个实例而已,这样就好理解了。在new class这个过程中,数据区是复制的,代码区是共享的,算是一种特殊的复制+引用关系。

    你可以再Instantiate一个同样的Prefab,还是这套mesh/texture/material/shader...,这时候会有新的GameObject等,但是不会创建新的引用对象比如Texture.

    所以你Load出来的Assets其实就是个数据源,用于生成新对象或者被引用,生成的过程可能是复制(clone)也可能是引用(指针)

    当你Destroy一个实例时,只是释放那些Clone对象,并不会释放引用对象和Clone的数据源对象,Destroy并不知道是否还有别的object在引用那些对象。

    等到没有任何游戏场景物体在用这些Assets以后,这些assets就成了没有引用的游离数据块了,是UnusedAssets了,这时候就可以通过Resources.UnloadUnusedAssets来释放,Destroy不能完成这个任务,AssetBundle.Unload(false)也不行,AssetBundle.Unload(true)可以但不安全,除非你很清楚没有任何对象在用这些Assets了。

    配个图加深理解:

全面理解Unity加载和内存管理

    虽然都叫Asset,但复制的和引用的是不一样的,这点被Unity的暗黑技术细节掩盖了,需要自己去理解。

    关于内存管理

    按照传统的编程思维,最好的方法是:自己维护所有对象,用一个Queue来保存所有object,不用时该Destory的,该Unload的自己处理。

    但这样在C# .net框架底下有点没必要,而且很麻烦。

    稳妥起见你可以这样管理

    创建时:

    先建立一个AssetBundle,无论是从www还是文件还是memory

    用AssetBundle.load加载需要的asset

    加载完后立即AssetBundle.Unload(false),释放AssetBundle文件本身的内存镜像,但不销毁加载的Asset对象。(这样你不用保存AssetBundle的引用并且可以立即释放一部分内存)

    释放时:

    如果有Instantiate的对象,用Destroy进行销毁

    在合适的地方调用Resources.UnloadUnusedAssets,释放已经没有引用的Asset.

    如果需要立即释放内存加上GC.Collect(),否则内存未必会立即被释放,有时候可能导致内存占用过多而引发异常。

    这样可以保证内存始终被及时释放,占用量最少。也不需要对每个加载的对象进行引用。

    当然这并不是唯一的方法,只要遵循加载和释放的原理,任何做法都是可以的。

    系统在加载新场景时,所有的内存对象都会被自动销毁,包括你用AssetBundle.Load加载的对象和Instaniate克隆的。但是不包括AssetBundle文件自身的内存镜像,那个必须要用Unload来释放,用.net的术语,这种数据缓存是非托管的。

    总结一下各种加载和初始化的用法:

    AssetBundle.CreateFrom.....:创建一个AssetBundle内存镜像,注意同一个assetBundle文件在没有Unload之前不能再次被使用

    WWW.AssetBundle:同上,当然要先new一个再 yield return 然后才能使用

    AssetBundle.Load(name):从AssetBundle读取一个指定名称的Asset并生成Asset内存对象,如果多次Load同名对象,除第一次外都只会返回已经生成的Asset对象,也就是说多次Load一个Asset并不会生成多个副本(singleton)。

    Resources.Load(path&name):同上,只是从默认的位置加载。

    Instantiate(object):Clone一个object的完整结构,包括其所有Component和子物体(详见官方文档),浅Copy,并不复制所有引用类型。有个特别用法,虽然很少这样用,其实可以用Instantiate来完整的拷贝一个引用类型的Asset,比如Texture等,要拷贝的Texture必须类型设置为Read/Write able。

    总结一下各种释放

    Destroy:主要用于销毁克隆对象,也可以用于场景内的静态物体,不会自动释放该对象的所有引用。虽然也可以用于Asset,但是概念不一样要小心,如果用于销毁从文件加载的Asset对象会销毁相应的资源文件!但是如果销毁的Asset是Copy的或者用脚本动态生成的,只会销毁内存对象。

    AssetBundle.Unload(false):释放AssetBundle文件内存镜像

    AssetBundle.Unload(true):释放AssetBundle文件内存镜像同时销毁所有已经Load的Assets内存对象

    Reources.UnloadAsset(Object):显式的释放已加载的Asset对象,只能卸载磁盘文件加载的Asset对象

    Resources.UnloadUnusedAssets:用于释放所有没有引用的Asset对象

    GC.Collect()强制垃圾收集器立即释放内存 Unity的GC功能不算好,没把握的时候就强制调用一下

    在3.5.2之前好像Unity不能显式的释放Asset

    举两个例子帮助理解

    例子1:

    一个常见的错误:你从某个AssetBundle里Load了一个prefab并克隆之:obj = Instantiate(AssetBundle1.Load('MyPrefab”);

    这个prefab比如是个npc, 然后你不需要他的时候你用了:Destroy(obj);你以为就释放干净了

    其实这时候只是释放了Clone对象,通过Load加载的所有引用、非引用Assets对象全都静静静的躺在内存里。

    这种情况应该在Destroy以后用:AssetBundle1.Unload(true),彻底释放干净。

    如果这个AssetBundle1是要反复读取的 不方便Unload,那可以在Destroy以后用:Resources.UnloadUnusedAssets()把所有和这个npc有关的Asset都销毁。

    当然如果这个NPC也是要频繁创建 销毁的 那就应该让那些Assets呆在内存里以加速游戏体验。

    由此可以解释另一个之前有人提过的话题:为什么第一次Instantiate一个Prefab的时候都会卡一下,因为在你第一次Instantiate之前,相应的Asset对象还没有被创建,要加载系统内置的AssetBundle并创建Assets,第一次以后你虽然Destroy了,但Prefab的Assets对象都还在内存里,所以就很快了。

    顺便提一下几种加载方式的区别:

    其实存在3种加载方式:

    一是静态引用,建一个public的变量,在Inspector里把prefab拉上去,用的时候instantiate

    二是Resource.Load,Load以后instantiate

    三是AssetBundle.Load,Load以后instantiate

    三种方式有细节差异,前两种方式,引用对象texture是在instantiate时加载,而assetBundle.Load会把perfab的全部assets都加载,instantiate时只是生成Clone。所以前两种方式,除非你提前加载相关引用对象,否则第一次instantiate时会包含加载引用assets的操作,导致第一次加载的lag。官方论坛有人说Resources.Load和静态引用是会把所有资源都预先加载的,反复测试的结果,静态引用和Resources.Load也是OnDemand的,Instantiate时才加载。

    例子2:

    从磁盘读取一个1.unity3d文件到内存并建立一个AssetBundle1对象

    AssetBundle AssetBundle1 = AssetBundle.CreateFromFile("1.unity3d");

    从AssetBundle1里读取并创建一个Texture Asset,把obj1的主贴图指向它

    obj1.renderer.material.mainTexture = AssetBundle1.Load("wall") as Texture;

    把obj2的主贴图也指向同一个Texture Asset

    obj2.renderer.material.mainTexture =obj1.renderer.material.mainTexture;

    Texture是引用对象,永远不会有自动复制的情况出现(除非你真需要,用代码自己实现copy),只会是创建和添加引用

    如果继续:

    AssetBundle1.Unload(true) 那obj1和obj2都变成黑的了,因为指向的Texture Asset没了

    如果:

    AssetBundle1.Unload(false) 那obj1和obj2不变,只是AssetBundle1的内存镜像释放了

    继续:

    Destroy(obj1),//obj1被释放,但并不会释放刚才Load的Texture

    如果这时候:

    Resources.UnloadUnusedAssets();

    不会有任何内存释放 因为Texture asset还被obj2用着

    如果

    Destroy(obj2)

    obj2被释放,但也不会释放刚才Load的Texture

    继续

    Resources.UnloadUnusedAssets();

    这时候刚才load的Texture Asset释放了,因为没有任何引用了

    最后CG.Collect();

    强制立即释放内存

    由此可以引申出论坛里另一个被提了几次的问题,如何加载一堆大图片轮流显示又不爆掉

    不考虑AssetBundle,直接用www读图片文件的话等于是直接创建了一个Texture Asset

    假设文件保存在一个List里

    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();

    }

    这样可以保证内存里始终只有一个巨型Texture Asset资源,也不用代码追踪上一个加载的Texture Asset,但是速度比较慢

    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);

    }

    这样卸载比较快

标签:Unity内存管理
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