UniTask详解

本文详细介绍了Unity游戏引擎中UniTask的使用,包括安装、常见用法、任务转换、取消任务、超时处理、异常处理、异步任务跟踪及优化策略。 UniTask提供了一种更高效的方式来处理异步操作,支持与Task、回调和Coroutine的转换,并提供了取消和超时控制。同时,文章还探讨了异常处理机制和如何进行性能优化。

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UniTask

安装

git: https://github.com/Cysharp/UniTask
https://gitee.com/cloudlin/UniTask.git

可以直接下载包进行导入: https://github.com/Cysharp/UniTask/releases
也可以通过PackageManager添加第3方git插件

常见用法

	// extension awaiter/methods can be used by this namespace
	using Cysharp.Threading.Tasks;

	// You can return type as struct UniTask<T>(or UniTask), it is unity specialized lightweight alternative of Task<T>
	// zero allocation and fast excution for zero overhead async/await integrate with Unity
	
	//	所有任务都要能接受1个 CancellationToken 参数用来取消
	async UniTask<string> Test1(CancellationToken cancellationToken)
	{
   
		// 可以等待所有 AsyncOperation Request IEnumerator  Task 
		// 等待异步操作系列,底层分2种实现,不能取消的直接通过 asyncOperation.completed += 注册事件
		// 能取消的会转成每帧检测,所以能更新进度,检测到 asyncOperation.isDone 时就完成
		// 参考 UnityAsyncExtensions.cs AsyncOperationConfiguredSource.MoveNext
		var asset = await Resources.LoadAsync<TextAsset>("foo");
		var txt = (await UnityWebRequest.Get("https://...").SendWebRequest()).downloadHandler.text;
		
		//	await LoadSceneAsync().ToUniTask() 会导致场景中脚本的  Start 函数和 await 后代码的顺序问题
		//	因为 ToUniTask 和 WithCancellation 使用不同于 await AsyncOperation 的定时方式,
		//	因此加载场景后面不要加 .ToUniTask 和 .WithCancellation
		await SceneManager.LoadSceneAsync("scene2");
		//	如果你想处理取消请求,可以 LoadSceneAsync 在之后调用 ThrowIfCancellationRequested
		//		等价于 if (IsCancellationRequested)ThrowOperationCanceledException();
		cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
		
		//	在 async 函数中你可以主动抛出 CanceledException 异常来取消函数执行
		throw new OperationCanceledException();
		
		// .WithCancellation enables Cancel, GetCancellationTokenOnDestroy synchornizes with lifetime of GameObject
		var asset2 = await Resources.LoadAsync<TextAsset>("bar").WithCancellation(this.GetCancellationTokenOnDestroy());

		// .ToUniTask accepts progress callback(and all options), Progress.Create is a lightweight alternative of IProgress<T>
		var asset3 = await Resources.LoadAsync<TextAsset>("baz").ToUniTask(Progress.Create<float>(x => Debug.Log(x)));

		// get async webrequest
		async UniTask<string> GetTextAsync(UnityWebRequest req)
		{
   
			var op = await req.SendWebRequest();
			return op.downloadHandler.text;
		}



		var task1 = GetTextAsync(UnityWebRequest.Get("http://google.com"));
		var task2 = GetTextAsync(UnityWebRequest.Get("http://bing.com"));
		var task3 = GetTextAsync(UnityWebRequest.Get("http://yahoo.com"));
		
		//	等待所有,注意这个没有取消操作??
		//	参考 UniTask.WhenAll.cs
		// concurrent async-wait and get results easily by tuple syntax
		var (google, bing, yahoo) = await UniTask.WhenAll(task1, task2, task3);
		// shorthand of WhenAll, tuple can await directly
		var (google2, bing2, yahoo2) = await (task1, task2, task3);
		
		//	等待任意,注意这个没有取消操作??,而且当1个完成时其它的不会取消等待,只是其它的完成后不会再调用回调而已 
		//var ret = await UniTask.WhenAny(task1, task2, task3);



		//	等待时间系列,底层全部是每帧进行判断,到时间就执行
		//	默认不会自动取消,当你传入 cancellationToken 并触发取消时并不会马上取消监听
		//	而是在下一帧(不管等待多少帧或多少秒)更新时,检测到 cancellationToken.IsCancellationRequested 返回false才会移除监听器
		//	参考 UniTask.Delays.cs DelayPromise.MoveNext
		
		// await frame-based operation like a coroutine
		await UniTask.DelayFrame
<think>嗯,用户之前问过.NET和Mono的关系,现在又转向Unity中的协程。可能他们正在学习Unity开发,遇到了协程的概念,需要详细解释。之前的问题涉及技术框架的比较,这次则是具体的Unity功能,所以需要深入讲解协程的实现、用法以及常见问题。 首先,用户可能已经了解C#的基础,但协程在Unity中的工作方式与普通多线程不同,需要解释清楚Unity的协程是基于迭代器和时间控制的。要强调协程不是多线程,而是在主线程上分时执行,避免误解。 用户可能需要知道协程的适用场景,比如处理异步操作、延时执行、分帧加载等。需要举一些例子,比如等待几秒后执行,或者分步骤处理生成敌人。同时,要提醒注意事项,比如避免长时间阻塞,正确停止协程,以及生命周期管理的问题。 另外,用户可能会混淆协程和异步async/await的区别,需要比较两者的使用场景和优缺点。比如协程更适合与Unity的Yield指令配合,而async/await在不需要Unity特定等待时可能更高效。 还要考虑用户可能的误区,比如在禁用对象或场景切换时协程停止,以及性能影响,比如过多的协程可能影响帧率。需要给出最佳实践,比如使用对象池管理协程,或者结合UniTask等优化方案。 最后,提供示例代码帮助理解,比如StartCoroutine的用法,yield return不同的指令,以及如何停止协程。确保用户能够实际应用这些知识,解决开发中的问题。</think>好的!以下是关于 **Unity 中协程(Coroutine)** 的详细解析,包括原理、使用场景、实现机制和注意事项。 --- ### **1. 协程的核心概念** - **定义**:协程是一种**非抢占式的多任务处理机制**,允许在单个线程内通过“分时”执行多个任务,实现**代码的暂停与恢复**。 - **与线程的区别**: - 协程运行在**主线程**上,不涉及多线程的上下文切换或锁机制。 - 协程通过 `yield` 主动让出执行权,由 Unity 引擎调度恢复时机,**不阻塞主线程**。 --- ### **2. 协程的核心用途** - **延迟执行**:等待若干秒后执行代码(如倒计时)。 - **分帧处理**:将耗时操作分散到多帧完成(如分帧加载资源)。 - **异步等待**:等待条件满足(如网络请求返回、动画播放完毕)。 - **复杂流程控制**:实现状态机或分步骤逻辑(如 RPG 对话系统)。 --- ### **3. 协程的实现机制** #### **(1)语法基础:C# 迭代器(IEnumerator)** 协程基于 C# 的 `IEnumerator` 接口实现,通过 `yield return` 暂停执行并返回控制权。 ```csharp IEnumerator MyCoroutine() { yield return null; // 等待下一帧 yield return new WaitForSeconds(2); // 等待2秒 Debug.Log("协程恢复执行!"); } ``` #### **(2)Unity 的协程调度** - **启动协程**:通过 `StartCoroutine()` 方法。 ```csharp void Start() { StartCoroutine(MyCoroutine()); } ``` - **停止协程**: - `StopCoroutine()`:停止指定协程。 - `StopAllCoroutines()`:停止所有协程。 #### **(3)常见 Yield 指令** | Yield 指令 | 行为 | |-------------------------------|---------------------------------------| | `yield return null` | 等待下一帧 | | `yield return new WaitForSeconds(t)` | 等待 `t` 秒(受 Time.timeScale 影响) | | `yield return new WaitForFixedUpdate()` | 等待 FixedUpdate 执行 | | `yield return new WaitUntil(() => condition)` | 等待条件为 `true` | | `yield return new WaitWhile(() => condition)` | 等待条件为 `false` | | `yield return StartCoroutine(otherCoroutine)` | 嵌套执行其他协程 | --- ### **4. 协程的底层原理** - **状态机模型**:Unity 将协程编译为一个状态机类,通过 `MoveNext()` 和 `Current` 控制执行进度。 - **生命周期绑定**:协程依赖于 MonoBehaviour 对象,若对象被销毁(`Destroy(gameObject)`)或脚本禁用(`enabled = false`),协程会自动终止。 - **性能开销**:协程的调度由 Unity 主循环驱动,每帧检查恢复条件,**轻量但需避免滥用**(如同时运行数百个协程)。 --- ### **5. 使用示例** #### **(1)延迟生成敌人** ```csharp IEnumerator SpawnEnemies() { for (int i = 0; i < 5; i++) { Instantiate(enemyPrefab, transform.position, Quaternion.identity); yield return new WaitForSeconds(1); // 每隔1秒生成一个敌人 } } void Start() { StartCoroutine(SpawnEnemies()); } ``` #### **(2)分帧加载避免卡顿** ```csharp IEnumerator LoadLargeData() { for (int i = 0; i < 1000; i++) { ProcessDataChunk(i); // 处理数据块 if (i % 10 == 0) { yield return null; // 每处理10个数据块等待一帧 } } } ``` --- ### **6. 注意事项与最佳实践** - **避免长时间阻塞**:协程中不要使用 `while(true)` 或同步耗时操作,否则会冻结主线程。 - **资源释放**:若协程引用对象,需在 `OnDestroy()` 中停止协程,防止内存泄漏。 - **替代方案**: - **UniTask**:第三方,提供更高效的异步编程支持(支持 `async/await`)。 - **C# Job System**:对多线程并行计算友好,但需处理线程安全。 - **调试技巧**:使用 `UnityEditor.EditorApplication.isPaused` 或断点调试协程执行流程。 --- ### **7. 协程 vs Async/Await** | 特性 | 协程(Coroutine) | C# Async/Await | |---------------------|---------------------------------------|------------------------------------| | **依赖引擎** | 必须运行在 Unity 主线程 | 不依赖引擎,可在任意线程使用 | | **Yield 指令** | 支持 Unity 特定指令(如 WaitForSeconds)| 依赖 `Task` 或自定义等待对象 | | **性能** | 轻量,适合小规模任务 | 更高效,适合复杂异步逻辑 | | **兼容性** | 需 MonoBehaviour 支持 | 纯 C# 特性,无 Unity 依赖 | --- ### **总结** - **协程是 Unity 异步编程的核心工具**,适合处理简单的延时、分帧或流程控制。 - **理解 `yield` 指令和生命周期管理**是避免 Bug 的关键。 - **复杂场景可结合 UniTask 或 Job System** 提升性能和代码可维护性。
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