unity 移动平台优化

在移动平台开发中，Unity的优化至关重要。本文将深入探讨Unity移动平台的优化方法，特别是动态加载机制和内存管理，帮助开发者更好地控制资源使用，提升游戏性能。

动态加载机制

Unity3D中有两种主要的动态加载机制：Resources.Load和AssetBundle。虽然两者功能相似，但仍存在一些差异。

1. Resources.Load

Resources.Load是从默认打进程序包里的AssetBundle中加载资源。这种方式相对简单，但灵活性较低，因为资源必须预先打包到程序中。

2. AssetBundle

AssetBundle允许开发者在运行时动态加载资源，可以指定资源的路径和来源。开发者需要手动创建AssetBundle文件。

加载过程

• AssetBundle运行时加载：
• CreateFromFile：这是最快的加载方法，但只能用于Standalone程序。它不会将整个硬盘的AssetBundle文件加载到内存，而是建立一个文件操作句柄和缓冲区，需要时才实时加载，节省资源。
• CreateFromMemory(byte[])：byte[]可以来自文件读取的缓冲、WWW的下载或其他方式。
• WWW.assetBundle：内部数据读取完后会自动创建一个AssetBundle。创建完成后，只是将硬盘或网络的文件读到内存的一个区域，形成AssetBundle内存镜像数据块，此时还没有Assets的概念。
• Assets加载：
• AssetBundle.Load（同Resources.Load）：从AssetBundle的内存镜像中读取并创建一个Asset对象，同时分配相应内存用于存放（反序列化）。
• AssetBundle.LoadAsync：异步读取Asset对象。
• AssetBundle.LoadAll：一次读取多个Asset对象。
• AssetBundle的释放：
• AssetBundle.Unload(false)：释放AssetBundle文件的内存镜像，但不包含通过Load创建的Asset内存对象。
• AssetBundle.Unload(true)：释放AssetBundle文件的内存镜像，并销毁所有通过Load创建的Asset内存对象。

实例加载与引用关系

当从AssetBundle中加载一个Prefab时，它可能包含Gameobject、transform、mesh、texture、material、shader、script等各种Assets。实例化一个Prefab是一个克隆（Clone）和引用结合的过程：

• GameObject和transform是克隆生成的新对象。
• Texture和TerrainData等是纯引用关系，只是一个简单的指针指向已经加载的Asset对象。
• Mesh、material、PhysicMaterial等存在引用和复制同时存在的情况。

对于Script Asset，Unity里每个Script都是一个封闭的Class定义，需要克隆一个script asset（相当于new一个class实例），并将其挂到Unity主线程的调用链里，Class实例里的OnUpdate、OnStart等方法才会被执行。

当销毁一个实例时，只会释放克隆对象，不会释放引用对象和克隆的数据源对象。只有当没有任何游戏场景物体使用这些Assets时，它们才成为无用的Assets，可以通过Resources.UnloadUnusedAssets来释放。

内存管理

Unity3D的内存占用问题一直是开发者关注的焦点，特别是在移动平台上。以下是一些有效的内存管理策略：

通用内存管理方法

• 创建时：
• 先建立一个AssetBundle，可以从www、文件或内存中创建。
• 使用AssetBundle.load加载需要的asset。
• 加载完成后立即调用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。
• 释放时：
• 对Instantiate的对象进行Destroy操作。
• 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，可以加上GC.Collect()。

不同加载和初始化方式总结

• AssetBundle.CreateFrom.....：创建一个AssetBundle内存镜像，注意同一个assetBundle文件在没有Unload之前不能再次使用。
• WWW.AssetBundle：与上述方法类似，需要先new一个WWW对象，然后使用yield return，最后才能使用。
• AssetBundle.Load(name)：从AssetBundle读取一个指定名称的Asset并生成Asset内存对象，多次加载同名对象，除第一次外都只会返回已经生成的Asset对象。
• Resources.Load(path&name)：从默认的位置加载Asset。
• Instantiate（object）：克隆一个对象的完整结构，包括其所有Component和子物体，是浅拷贝，不复制所有引用类型。可以用于完整拷贝一个引用类型的Asset，但要拷贝的Texture必须设置为Read/Write able。

不同释放方式总结

• Destroy：主要用于销毁克隆对象，也可用于场景内的静态物体，但不会自动释放该对象的所有引用。用于销毁从文件加载的Asset对象时会销毁相应的资源文件；如果销毁的Asset是复制的或用脚本动态生成的，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，同时销毁所有已经加载的Assets内存对象。
• Resources.UnloadAsset(Object)：显式释放已加载的Asset对象，只能卸载从磁盘文件加载的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，没把握时可以强制调用。

示例分析

示例1

常见错误：从某个AssetBundle里加载一个prefab并克隆，然后只使用Destroy销毁实例，以为就释放干净了。实际上，通过Load加载的所有引用、非引用Assets对象仍在内存中。此时应在Destroy后使用AssetBundle.Unload(true)彻底释放；如果AssetBundle要反复读取，可以在Destroy后使用Resources.UnloadUnusedAssets()。

示例2

从磁盘读取一个.unity3d文件到内存并建立一个AssetBundle对象，从中读取并创建一个Texture Asset，将其赋值给多个对象的主贴图。当卸载AssetBundle时，不同的卸载方式会有不同的结果。通过这个示例可以理解引用对象的管理和内存释放过程。

其他开发者观点

Hog认为Unity内存管理比较复杂，特别是涉及Texture时。使用AssetBundle加载的asset可以用Resources.UnloadUnusedAssets卸载，但必须先调用AssetBundle.Unload，这些对象才会被识别为无用的asset。保险的做法与上述通用内存管理方法一致。

深入理解Unity加载和内存管理机制

动态加载Prefab方式的差异

存在三种加载prefab的方式：

• 静态引用：创建一个public的变量，在Inspector里将prefab拖上去，使用时进行instantiate操作。
• Resource.Load：加载后进行instantiate操作。
• AssetBundle.Load：加载后进行instantiate操作。

前两种方式，引用对象texture在instantiate时加载；而assetBundle.Load会将prefab的全部assets都加载，instantiate时只是生成克隆对象。因此，前两种方式如果不提前加载相关引用对象，第一次instantiate时会包含加载引用类assets的操作，导致第一次加载有延迟。

AssetBundle创建方式的差异

• CreateFromFile：最节省资源，只需要Asset对象的内存，但只能在PC/Mac Standalone程序中使用。
• CreateFromMemory和www.assetBundle：会将AssetBundle文件整个镜像到内存中，文件多大就需要多大的内存，加载Asset对象时还需要额外内存。

UnusedAssets的判断

UnusedAssets不仅要没有被实际物体引用，还要没有被生命周期内的变量所引用。例如，创建并销毁一个Prefab实例后，如果相关变量仍然引用着该Prefab，直接调用Resources.UnloadUnusedAssets不会释放内存，需要将变量设为null后再调用。

复杂示例分析

通过一个复杂的代码示例，展示了从加载AssetBundle、Texture、Prefab，到实例化、销毁实例，再到卸载AssetBundle和释放无用资源的整个过程。通过内存分析可以更直观地了解每个步骤的内存变化。

Unity 3D中的内存种类及优化

内存种类

Unity游戏使用的内存主要有三种：

• 程序代码：包括所有的Unity引擎、使用的库以及开发者编写的游戏代码。编译后的运行文件加载到设备中执行，占用一定内存，这部分内存无法管理，只能通过减少使用的库来优化。
• 托管堆（Managed Heap）：由Mono使用，用于存放类的实例。Mono应该自动调整堆的大小，并定时进行垃圾回收。但开发者需要及时清除对不再使用的内存的引用，以确保回收机制正常运行。
• 本机堆（Native Heap）：Unity引擎进行申请和操作的地方，如贴图、音效、关卡数据等。Unity有自己的内存管理机制，但自动加载资源容易导致大量内存占用。

优化方法

优化程序代码的内存占用

主要通过减少打包时的引用库来实现。在Player Setting面板中，可以调整Api Compatibility Level和Stripping Level，选择合适的库剥离选项。但需要注意，过度剥离可能导致程序崩溃，可使用第三方轻量级类库来解决依赖问题。

托管堆优化

• 尽早去除不需要的引用，让垃圾回收机制及时清理内存。但要注意内存清理可能导致游戏卡顿，尽量选择合适的时间进行大量内存回收。
• 对于大量需要频繁创建和销毁的对象，可以采用对象重用的方法，将不需要的对象隐藏并放入重用数组，需要时再取出使用。
• 尽量减少在游戏进行过程中对GameObject的Instantiate()和Destroy()调用，可选择在合适的时间批量销毁和回收内存。也可以手动调用System.GC.Collect()建议系统进行垃圾回收。

本机堆的优化

• 减少在Hierarchy中对资源的直接引用，使用Resource.Load方法在需要时从硬盘读取资源，并及时使用Resource.UnloadAsset()和Resources.UnloadUnusedAssets()卸载资源。
• 避免在DontDestroyOnLoad的GameObject上挂载包含大量资源的脚本，防止这些资源在场景切换时无法卸载。
• 减少代码的耦合和对其他脚本的依赖，手动对不再使用的引用对象调用Destroy()或设置为null。

总之，要实现Unity移动平台的优化，需要深入理解其加载和内存管理机制，根据具体情况选择合适的优化方法，并参考Unity3D的技术手册，以达到最佳的优化效果。