Unity资源解决方案之AssetBundle

前阵子研究了一下Unity的AssetBundle，现将相关知识点整理分享如下。

1、什么是AssetBundle

AssetBundle是Unity Pro提供的一种用于存储资源的文件格式，它能够存储任意一种Unity引擎可识别的资源，例如Scene（场景）、Mesh（网格）、Material（材质）、Texture（纹理）、Audio（音频）等。同时，AssetBundle也可以包含开发者自定义的二进制文件，只需将自定义文件的扩展名改为 .bytes，Unity就会将其识别为TextAsset，进而可被打包到AssetBundle中。我们将Unity引擎所能识别的资源称为Asset，而AssetBundle就是Asset的集合。

AssetBundle的特点

• 压缩（缺省）：默认情况下会对资源进行压缩，以减少文件大小。
• 动态载入：可以在游戏运行时根据需要动态加载资源。
• 本地缓存：支持将加载的资源缓存到本地，避免重复下载。

2、AssetBundle VS Resource

AssetBundle作为Unity官方推荐的资源更新方案，与传统的Resource存在以下差异：

• Resource：存放在Resources目录下的 resources.assets 文件中，单个文件有2GB的大小限制，并且首次使用时必须全部下载。
• AssetBundle：需要通过Editor脚本创建，支持动态下载，是Unity Web Caching License唯一可以缓存的内容。

3、AssetBundle的适用平台与跨平台性

AssetBundle适用于多种平台，包括网页应用、移动应用、桌面应用等，并且支持动态更新。不过，不同平台所使用的AssetBundle并不相同。在创建离线AssetBundle时，需要通过参数指定目标平台，其相容关系如下表所示（原文未给出表格内容）。

4、AssetBundle的工作流程（与flash加载swf类似）

• 创建AssetBundle：使用Unity提供的API将资源打包成AssetBundle文件。
• 上传到Server：将创建好的AssetBundle文件上传到服务器。
• 游戏运行时根据需要下载（或者从本地cache中加载）AssetBundle文件：游戏运行过程中，根据需求从服务器下载或从本地缓存中加载AssetBundle文件。
• 解析加载Assets：对加载的AssetBundle文件进行解析，从中加载所需的资源。
• 使用完毕后释放：当资源使用完毕后，释放相关的内存资源。

5、创建AssetBundle

5.1、如何创建AssetBundle

Unity引擎提供了通过编译管线 BuildPipeline 来创建AssetBundle文件的API，共有三种方法：

• BuildPipeline.BuildAssetBundle(mainAsset : Object, assets : Object[], pathName : string, options : BuildAssetBundleOptions = BuildAssetBundleOptions.CollectDependencies | BuildAssetBundleOptions.CompleteAssets, targetPlatform : BuildTarget = BuildTarget.WebPlayer) : bool
• 该API可将编辑器中的任意类型的Assets打包成一个AssetBundle，适用于对单个大规模场景进行细分。
• BuildPipeline.BuildStreamedSceneAssetBundle(level : string[], locationPath : string, target : BuildTarget) : String
• 此API会将一个或多个场景中的资源及其所有依赖以流加载的方式打包成AssetBundle，一般用于对单个或多个场景进行集中打包。
• BuildPipeline.BuildAssetBundleExplicitAssetNames(assets : Object[], assetNames : string[], pathName : string, options : BuildAssetBundleOptions = BuildAssetBundleOptions.CollectDependencies | BuildAssetBundleOptions.CompleteAssets, targetPlatform : BuildTarget = BuildTarget.WebPlayer) : bool
• 该API功能与第一种方法相同，但在创建时可以为每个Object指定一个自定义的名字，不过一般不太常用。

5.2、关于BuildAssetBundleOptions

• CompleteAssets：使每个Asset自身完备，包含所有的Components。
• CollectDependencies：包含每个Asset依赖的所有其他Asset。
• DisableWriteTypeTree：在AssetBundle中不包含类型信息。需要注意的是，如果将AssetBundle发布到web平台上，则不能使用这个选项。
• DeterministricAssetBundle：使每个Object具有唯一的、不变的HashID，便于后续查找，可用于增量发布AssetBundle。
• UncompressedAssetBundle：不进行数据压缩。使用该选项时，由于没有压缩/解压过程，AssetBundle的发布和加载会更快，但文件会更大，导致下载变慢。

5.3、AssetBundle之间的依赖

如果游戏中的某个资源被多个资源引用（例如游戏中的Material），单独创建AssetBundle会使多个AssetBundle都包含被引用的资源，从而导致资源文件变大。此时，可以通过指定AssetBundle之间的依赖关系来减少最终AssetBundle文件的大小（即把AssetBundle解耦）。

具体做法是在创建AssetBundle之前，调用 BuildPipeline.PushAssetDependencies 和 BuildPipeline.PopAssetDependencies 来创建AssetBundle之间的依赖关系，其用法类似于栈，后压入栈中的元素依赖栈内的元素，并且记得要调用 Pop 操作。

例如，游戏内有 mat1 和 mat2 两个Material，它们使用了相同的Texture zhuanqiang。不使用依赖时，多个AssetBundle会重复包含该Texture；使用依赖后，可避免这种情况。

6、远端Server的AssetBundle下载

Unity引擎提供了两种从服务器下载AssetBundle文件的方式，分别是缓存机制和非缓存机制。

6.1、缓存机制

通过 WWW.LoadFromCacheOrDownload (url : string, version : int) 接口下载AssetBundle，下载后的AssetBundle会自动保存到Unity引擎的缓存区内。这是Unity推荐的AssetBundle下载方式。该接口在下载AssetBundle时，会先在本地缓存中查找该文件，若之前已下载过，则直接从缓存中加载；若未下载过，则从服务器进行下载。这样可以节省AssetBundle文件的下载时间，提高游戏资源的载入速度，还能节省下载流量。

经测试，同时开启多个Coroutine进行 WWW.LoadFromCacheOrDownload 操作（缓存中），开启的WWW线程越多，速度越快，但需要考虑机器或平台的承载能力。如果一定要从网上下载资源，线程数最好设为5个（这是他人经验），很多平台也有自己的限制，例如有的浏览器只能同时加载6个资源。

需要注意的是，Unity提供的默认缓存大小根据发布平台不同而不同（可以向Unity购买Caching license支持）。目前，对于web player的网页游戏，默认缓存大小为50M；对于PC上的客户端或者IOS/Android上的移动游戏，默认缓存大小为4GB。

示例代码如下：

WWW www = WWW.LoadFromCacheOrDownload (Url, 1);
yield return www;
AssetBundle ab = www.assetBundle;

6.2、非缓存机制

通过创建一个 WWW 实例来下载AssetBundle文件，下载后的AssetBundle文件不会进入Unity的缓存区，每次都会从远端服务器下载。

示例代码如下：

WWW www = new WWW(Url);
yield return www;
AssetBundle ab = www.assetBundle;

7、载入AssetBundle对象

7.1、通过WWW类方法和属性

直接通过 WWW.assetBundle 属性来创建AssetBundle。需要注意的是，通过 WWW 加载的AssetBundle在解析Asset之前，一定要先调用 WWW.assetBundle。

7.2、通过API动态创建

使用 AssetBundle.CreateFromFile 接口从磁盘创建一个AssetBundle文件的内存对象，该方法仅支持非压缩格式的AssetBundle。

7.3、通过API动态创建

AssetBundle.CreateFromMemory 接口可以从内存数据流创建一个AssetBundle内存对象，主要用于对数据的加解密操作。

示例代码如下：

WWW www = new WWW(url);
yield return www;
byte[] encrypedData = www.bytes;
byte[] decryptedData = YourDecryptionMethod(encrypedData); // 解密函数
AssetBundle ab = AssetBundle.CreateFromMemory(decrypedData);

8、从AssetBundle中加载Assets

8.1、Assets的加载

• AssetBundle.Load (name : string) : Object：从bundle中加载名为 name 的对象。
• AssetBundle.Load (name : string, type : Type) : Object：从bundle中加载被指定类型的名为 name 的对象。
• AssetBundle.LoadAsync (name : string, type : Type) : AssetBundleRequest：异步地从bundle中加载被指定类型的名为 name 的对象（异步加载需要Unity Pro专业版）。
• AssetBundle.LoadAll (type : Type) : Object[]：加载所有包含在asset bundle中且继承自 type 的对象。
• AssetBundle.LoadAll () : Object[]：加载所有包含在asset bundle中的对象。
• AssetBundle.mainAsset：主资源在构建资源bundle时指定（只读），该功能可方便地找到bundle内的主资源。例如，你可能有一个角色的预制体，包含所有纹理、材质、网格和动画文件，而完全操纵角色的预设体应作为 mainAsset 且易于访问。

示例代码如下：

// 开始下载
WWW www = new WWW(url);
// 等待下载完成
yield return www;
// 获取指定的主资源并实例化
Instantiate(www.assetBundle.mainAsset);

8.2、AssetBundle中加载Level

• Application.LoadLevel：该接口可以通过名字或者索引载入AssetBundle文件中包含的对应场景，当加载新场景时，所有之前加载的GameObject都会被销毁。
• Application.LoadLevelAsync：该接口的作用与 Application.LoadLevel 相同，不同的是它是异步加载，即加载时主线程可以继续执行。
• Application.LoadLevelAdditive：与 Application.LoadLevel 不同的是，该接口不会销毁之前加载的GameObject。
• Application.LoadLevelAdditiveAsync：该接口的作用与 Application.LoadLevelAdditive 相同，不同的是它是异步加载，即加载时主线程可以继续执行。

示例代码如下：

WWW www = new WWW(url);
yield return www;
AssetBundle ab = www.assetBundle;
Application.loadLevel("Level1");

9、AssetBundle与内存

9.1、加载AssetBundle对内存的影响

Unity引擎在使用 WWW 方法时，会分配一系列的内存空间来存放 WWW 实例对象、WebStream数据。这些数据包括原始的AssetBundle数据、解压后的AssetBundle数据以及一个用于解压的Decompression Buffer。一般情况下，Decompression Buffer会在原始的AssetBundle解压完成后自动销毁，但Unity会自动保留一个Decompression Buffer，不被系统回收，这样可以避免过于频繁地开辟和销毁解压Buffer，从而在一定程度上降低CPU的消耗。

当把AssetBundle解压到内存后，开发者可以使用 WWW.assetBundle 属性来获取AssetBundle对象，进而得到各种Assets，并对这些Assets进行加载或实例化操作。加载过程中，Unity会将AssetBundle中的数据流转变为引擎可以识别的信息类型（如纹理、材质、对象等）。加载完成后，开发者可以对其进行进一步的操作，例如对象的实例化、纹理和材质的复制和替换等。

9.2、AssetBundle的卸载

• AssetBundle.Unload(true)：该接口会强制卸载掉所有AssetBundle中加载的Asset，包括AssetBundle的映射结构、自身对Web Stream的引用以及从AssetBundle创建出来的所有资源，不建议使用该接口。
• AssetBundle.Unload(false)：该接口会释放AssetBundle内的序列化数据，但任何从这个AssetBundle中实例化的物体都将保持完好。不过，不能再从这个AssetBundle中加载更多物体。
• Resources.UnloadUnusedAssets：该接口会卸载掉没有使用的Assets，作用范围是整个系统。
• 对于实例化出来的GameObject，可以调用 GameObject.Destory() 接口来卸载，该接口会延后到一个合理的时机进行处理。

需要注意的是，在 WWW 加载资源完毕后，对资源进行 instantiate 操作，然后再对资源进行 unload 时，可能会出现问题。因为 instantiate 处理渲染需要一定的时间（虽然很短，但可能需要1 - 2帧），此时进行 unload 会对资源渲染造成影响，导致没有贴图等问题。解决办法是自己编写时间等待代码，等待0.5秒到1秒之后再进行 Unload 操作，以避免在 instantiate 渲染过程中进行 unload。

10、关于其他

10.1、在AssetBundle中嵌入脚本

AssetBundle中的资源上如果Attach了脚本，打包时该脚本不会被打到AssetBundle中，实际上这里只是保存了一个类似于指针的关联。如果需要将脚本也动态打包到AssetBundle中，需要进行以下操作：

首先，将脚本预先编译成assembly，把assembly保存成 .bytes 文件，这样Unity会将其识别为TextAsset，就可以将这个TextAsset打包到AssetBundle中。载入后，可以通过反射机制使用该脚本。示例代码如下：

AssetBundle bundle = WWW.assetBundle;
TextAsset txt = bundle.Load("MyBinaryAsText", typeof(TextAsset)) as TextAsset;
byte[] bytes = txt.bytes;
var assembly = System.Reflection.Assembly.Load(bytes);

需要注意的是，IOS平台不支持动态载入脚本。

10.2、AssetBundle的版本控制

AssetBundle使用 WWW.LoadFromCacheOrDownload(string url, int version, uint crc) 进行加载，其中的第二个参数 version 可用于版本控制，该参数会强制用户从服务器下载一个更高版本的AssetBundle。可以通过第三个参数 crc 来实现AssetBundle的内容校验，当 crc 不为0时，Unity会校验AssetBundle的CRC码，如果不等，则说明文件损坏，Unity会重新下载该文件。对于 crc 的获取，老版本没有提供方法，只能通过 LoadFromCacheOrDownload 传一个错误的 crc，从log中获取；新版本在 BuildAssetBundle 时增加了一个 out 类型的参数，该参数会返回正确的 crc 码，打包时可以记录下来以供后续使用。

10.3、关于Editor和Runtime之间共享资源

• 使用 ScriptableObject：Unity提供了一种可公用的类 ScriptableObject，适用于描述动态划分场景。具体做法是通过代码划分场景，打包多个AssetBundle，将划分信息记录在 ScriptableObject 中，并保存至Asset，载入时先载入划分信息，再根据该信息载入AssetBundle。
• 使用XML文件：也可以使用XML文件来实现Editor和Runtime之间的资源共享。

10.4、关于编辑器扩展

Unity3D可以通过事件触发来执行编辑器代码，但需要一些编译器参数来告知编译器何时触发该段代码。

• [MenuItem(XXX)]：声明在一个函数上方，告知编译器给Unity3D编辑器添加一个菜单项，点击该菜单项时调用该函数。触发函数中可以编写任何合法的代码，例如资源批处理程序或弹出编辑器窗口。代码中可以通过 Selection 类访问当前选中的内容，并据此确定显示视图。
• [ContextMenu("XXX")]：可以向上下文菜单中添加一个菜单项。
• [ExecuteInEditMode]：写在类上方，通知编译器该类的 OnGUI 和 Update 等函数在编辑模式下也会被调用。当编写了一些Component脚本，将其附属到某个GameObject时，若想在编辑视图（如Scene视图）观察到效果，可使用该属性。
• [AddComponentMenu("XXX/XXX")]：可将该脚本关联到Component菜单中，点击相应菜单项即可为GameObject添加该Component脚本。

为了避免不必要的包含，Unity3D的运行时和编辑器类分别存储在不同的Assemblies里（UnityEngine 和 UnityEditor）。Editor 目录下的脚本会在其它脚本之后进行编译，这便于使用运行时的内容，而其他目录下的脚本无法访问 Editor 目录下的内容。因此，建议将编辑器脚本写在 Editor 目录下。

10.5、关于差量发布

在创建AssetBundle的参数中，DeterministricAssetBundle 选项被选中时，相同的内容两次发布出来的文件会完全一样。创建AssetBundle时选择该参数，就可以进行差量发布。

10.6、关于项目中应用

在项目中使用AssetBundle进行开发时，可以使用宏进行隔离，接口封装尽量采用异步接口，并通过引用计数cache机制确定AssetBundle的释放时机。大体流程如下：

• 确定加载ab次数（资源数）：明确需要加载的AssetBundle数量。
• 加载ab：根据需求加载AssetBundle。
• 成功后根据资源url引用计数减去对应资源数：加载成功后，更新引用计数。
• 引用计数为0时调用AssetBundle的Unload（false）：当引用计数为0时，释放AssetBundle的序列化数据。

代码中使用的地方可以通过封装的 GetObject 获取已经加载的对象，使用完成后可以调用 Resources.UnloadUnUsedAssets 释放资源。

10.7、关于AssetBundle的粒度控制

AssetBundle的粒度越小，差量更新的冗余就越小；粒度越大，差量更新的冗余就越大。但并非粒度越小越好，因为粒度小了，运行时加载时会增加IO次数、解压次数（AB一般选择压缩格式）和申请内存的次数，导致加载时长变长。因此，粒度的控制是一个时间与空间平衡的选择过程。经过实验，1M左右的AssetBundle包加载性能较好，冗余也可以接受。

10.8、关于AssetBundle的压缩选择

AssetBundle压缩与不压缩的差异主要体现在以下两方面：

• 外存：影响安装包的大小或者安装后占用磁盘空间的大小。
• 加载方式的选择：决定能否使用同步方法。

对于一些对性能要求特别高、资源又不大的AssetBundle，可以采用非压缩方式，通过 CreateFromFile 加载AB包，这样性能最高且不会产生大量内存占用。对于其他资源文件，建议进行压缩处理，因为压缩与非压缩在磁盘占用上会有4倍左右的大小差别，如果都采用非压缩格式，可能会导致磁盘占用达到一个非常大的量级。

10.9、AssetBundle在外存优化中的应用

安装后的磁盘构成主要是资源的内存值（即Resources目录下的资源）。例如，一张真彩色的1024 1024的图片放到Resources目录下，安装后占用的内存为4M（4 1024 * 1024）。如果游戏是2D的，且包含很多图片资源，会使安装包在用户机器上占用大量磁盘空间。此时，可以将这些资源打成AB包放到用户的手机上，从而减小磁盘占用。