Unity优化记录（4）——C#（协程Coroutine的优化与设计、闭包的优化）

最新推荐文章于 2024-03-07 15:50:00 发布
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#unity #闭包 #协程 #委托

本文介绍了Unity中协程Coroutine的优化策略，通过创建全局单例MYXZTimer实现协程的统一管理和优化，详细阐述了如何利用mark标识进行协程控制。此外，还探讨了闭包优化，指出不当使用委托会产生额外的GC开销，并提供了优化建议，通过直接传入外部参数减少闭包使用。

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1、协程Coroutine的优化与设计

对于Unity内的协程，在yield return 时不要每次都new一个，可以在之前创建一个变量做为代替。同时我在项目中创建了一个MYXZTimer，方便可以全局地使用协程，并且统一做优化，下文来说明一下设计思路：
在开发过程中，往往需要滞后地来调用某个函数，例如网络同步，更新信息等，但是这些类又往往不是继承自Monobehavior的，所以这里通过创建一个全局的MYXZTimer来供所有类滞后调用某些方法。所以，这个类需要是一个单例：
在这里插入图片描述
然后对于需要滞后调用的方法，我们以Action的方式传入：
在这里插入图片描述
其中，对于网络同步这些操作，是需要每隔一定时间就执行一次的，所以使用repeat来规定调用次数，但是有些时候可能需要暂停某个正在执行的协程，这里的设计思路是每次创建一个新的协程的时候会随机产生一个没有使用过的mark用于标记协程，每个mark对应一个正在执行的协程：
在这里插入图片描述
由于在AddTimer中已经返回了创建的协程对应的mark，所以在协程执行过程中就可以通过mark来Stop对应的协程：

在这里插入图片描述
最后，是IEnumerat

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unity 协程返回bool
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Result may not be available yet."); } return _result; } } } ``` 但是，上面的代码有一个问题：`target.Current`在协程执行过程中，每次yield return都会设置Current，但最后一个是最后yield return的值。所以我们需要确保传入的IEnumerator在最后yield return一个bool值。 另一种做法是，我们让传入的协程将结果存储在我们提供的一个变量中。我们可以使用委托来设置结果，这样更灵活。 修改后的版本： ```csharp using System; using System.Collections; using UnityEngine; public class CoroutineWithResult : CustomYieldInstruction { private bool _isDone = false; private bool _result; public override bool keepWaiting => !_isDone; public CoroutineWithResult(MonoBehaviour owner, Func<bool> coroutine) { owner.StartCoroutine(Run(coroutine)); } private IEnumerator Run(Func<bool> coroutine) { // 直接调用函数，但这样就不是协程了？所以这里需要调整。 // 我们需要一个返回IEnumerator的函数，并且这个函数在内部会设置结果。 // 所以改变设计：我们传入一个能够修改外部变量的协程，或者使用回调。 // 重新设计：我们让传入的IEnumerator在内部设置_result，然后结束。 // 但是这样还是需要依赖外部设置。因此，我们可以使用一个委托来包装。 // 这里我们改变思路，使用一个IEnumerator，它最后会设置_result，但这样要求用户按照特定方式写协程。 // 或者，我们可以这样：用户写一个普通的IEnumerator，然后我们运行它，但要求用户最后yield return一个bool。 // 所以，我们使用最初的思路：运行传入的IEnumerator，并取最后一个yield return的值作为结果（但注意，协程可能yield return多次，我们只取最后一次）。 // 但是，最后一个yield return的值不一定就是结果，而且我们无法保证它一定是bool。 // 因此，我们换一种方法：让用户提供一个Action<bool>，在协程中调用这个Action来设置结果。 // 但是这样用户需要改变他们的协程写法。 // 这里我们采用另一种常见的模式：使用一个包装的IEnumerator，它调用用户提供的函数（该函数返回bool）并等待它完成，然后设置结果。 // 但是用户要求的是协程返回布尔值，所以用户可能已经有一个协程了。 // 综合考虑，我们采用回调的方式，让用户在协程中通过回调来设置结果。 } } ``` 由于上述设计较为复杂，我们可以简化需求：用户只需要在协程中设置一个布尔结果，然后我们通过一个类来获取这个结果，并且这个类本身可以作为一个等待条件（继承CustomYieldInstruction）。 下面是一个更简洁的实现，使用回调设置结果： ```csharp using System; using System.Collections; using UnityEngine; public class CoroutineWithResult : CustomYieldInstruction { private bool _isDone = false; private bool _result; public override bool keepWaiting => !_isDone; public bool Result => _result; public CoroutineWithResult(MonoBehaviour owner, IEnumerator coroutine) { owner.StartCoroutine(Run(coroutine)); } private IEnumerator Run(IEnumerator coroutine) { yield return owner.StartCoroutine(coroutine); // 这里我们无法直接获取结果，所以需要改变：用户需要在协程中设置某个值？这样不行。 // 因此，我们要求用户使用一个特定的模式：使用一个out参数或者使用一个包装类来存储结果。 // 但是这样就不够通用了。 // 另一种思路：我们定义一个新的委托，它返回IEnumerator，并且有一个out参数，但这样也不优雅。 } } ``` 鉴于以上困难，我们可以参考一个常见的解决方案：使用一个静态方法，它启动协程，并在完成时调用回调。 例如： ```csharp public static class CoroutineUtils { public static IEnumerator WaitForResult(MonoBehaviour owner, System.Action<bool> onComplete) { // 用户需要在这个协程中调用onComplete传递结果 // 这样用户可以在自己的协程中任何地方调用onComplete来传递结果 yield return null; // 这里只是一个示例，实际由用户实现 } } ``` 但是这样用户必须自己处理回调，而且不能直接等待结果。 因此，我推荐使用一个更简单的模式：使用一个类来保存结果，并在协程中设置它。然后我们可以等待这个类的实例（因为它继承CustomYieldInstruction）。 最终实现： ```csharp using System.Collections; using UnityEngine; public class CoroutineWithResult : CustomYieldInstruction { private MonoBehaviour owner; private IEnumerator target; private bool _result; private bool _isDone; public CoroutineWithResult(MonoBehaviour owner, IEnumerator target) { this.owner = owner; this.target = target; _isDone = false; owner.StartCoroutine(Run()); } private IEnumerator Run() { while (target.MoveNext()) { // 如果target.Current是一个yield return，我们就yield return它，这样会等待 // 但是注意，我们需要保存最后一次yield return的值，但最后一次的值可能是任何类型，而我们只关心bool // 实际上，我们无法直接知道哪个是最后的值，所以要求用户必须将bool作为最后yield return的值 // 但用户可能yield return多个值，我们只取最后一个bool值 // 但是，如果用户最后yield return的不是bool，就会出错。 yield return target.Current; } // 协程结束，我们尝试获取最后的返回值？但IEnumerator没有返回值，只有Current。 // 在协程结束时，Current是最后一个yield return的值。 if (target.Current is bool) { _result = (bool)target.Current; } else { Debug.LogError("The last yield return value is not a boolean."); _result = false; } _isDone = true; } public override bool keepWaiting => !_isDone; public bool Result => _result; } ``` 使用示例： ```csharp // 用户协程 IEnumerator MyCoroutine() { yield return new WaitForSeconds(1); // 做一些操作 bool success = true; yield return success; // 最后yield return一个bool值 } // 启动协程 void Start() { var resultCoroutine = new CoroutineWithResult(this, MyCoroutine()); // 可以等待resultCoroutine，因为它继承CustomYieldInstruction StartCoroutine(WaitForResult(resultCoroutine)); } IEnumerator WaitForResult(CoroutineWithResult resultCoroutine) { yield return resultCoroutine; Debug.Log("Result: " + resultCoroutine.Result); } ``` 注意：这个实现要求用户的协程最后必须yield return一个bool值，否则会出错。 另一种更安全的做法是，我们要求用户使用一个特定的委托，该委托返回bool，然后我们运行它： ```csharp public class CoroutineWithResult : CustomYieldInstruction { // ... 省略其他 public CoroutineWithResult(MonoBehaviour owner, Func<bool> coroutineFunc) { this.owner = owner; _isDone = false; owner.StartCoroutine(Run(coroutineFunc)); } private IEnumerator Run(Func<bool> coroutineFunc) { // 直接调用函数？这样就不是协程了，因为函数直接返回了。 // 所以我们需要用户返回一个IEnumerator，然后我们运行它，但这样又回到之前的问题。 // 因此，我们要求用户提供一个返回IEnumerator的函数，并且这个函数在运行后会设置一个bool值（通过参数或返回值）？不，我们使用回调。 // 放弃，还是使用之前的做法，并加上文档要求。 } } ``` 综上所述，我推荐第一种实现，即要求用户的协程最后yield return一个bool值。 因此，我们使用之前定义的`CoroutineWithResult`类。 但是，请注意，在Unity中，我们也可以使用`System.Threading.Tasks`（如果使用较新的Unity版本支持），这样可以使用async/await，从而直接返回bool值。但考虑到用户明确要求使用协程，所以我们还是用协程的方式。 另外，如果用户不想在协程最后yield return一个bool值，也可以使用回调的方式。我们可以设计一个更通用的回调方式： ```csharp public class CoroutineWithResult : CustomYieldInstruction { public delegate bool CoroutineFunction(out bool result); private bool _isDone = false; private bool _result; public override bool keepWaiting => !_isDone; public bool Result => _result; public CoroutineWithResult(MonoBehaviour owner, CoroutineFunction coroutineFunction) { owner.StartCoroutine(Run(coroutineFunction)); } private IEnumerator Run(CoroutineFunction coroutineFunction) { bool done = false; bool result = false; // 启动用户函数，并传入一个回调来设置结果 // 但是用户函数可能不是协程，所以我们需要用户函数返回IEnumerator // 所以我们改变委托：用户函数返回IEnumerator，并且通过参数设置结果 // 重新定义委托：public delegate IEnumerator CoroutineFunction(Action<bool> onComplete); // 因此，我们改变设计 } } ``` 由于时间关系，我们选择第一种简单的方式：要求用户最后yield return一个bool值。 总结：在Unity中，可以通过创建一个`CoroutineWithResult`类来包装协程，并获取其最后yield return的bool值。使用示例如上。 注意：这种方法依赖于用户协程的编写规范（最后返回bool），如果用户协程没有返回bool，则会出错。 另外，还可以参考引用[^3]中关于Lua交互的内容，但这里不涉及Lua，所以忽略。 最后，根据用户的要求，生成相关问题。 §§相关问题§§ 1. 如何在Unity协程中返回多个值？ 2. Unity协程中如何处理异常？ 3. 除了使用CustomYieldInstruction，还有哪些方法可以等待协程完成？</think>### 在Unity中实现协程返回布尔值的方法 在Unity中，协程（Coroutine）通常返回 `IEnumerator` 类型，不能直接返回布尔值。但可以通过以下方法间接实现协程返回布尔值的效果： #### 方法1：使用回调函数（推荐） 通过回调函数在协程结束时传递布尔值： ```csharp public class CoroutineExample : MonoBehaviour { void Start() { StartCoroutine(CheckCondition(result => { Debug.Log("Result: " + result); })); } private IEnumerator CheckCondition(System.Action<bool> callback) { yield return new WaitForSeconds(2f); // 模拟耗时操作 bool isSuccess = UnityEngine.Random.value > 0.5f; // 随机结果 callback?.Invoke(isSuccess); // 通过回调返回结果 } } ``` #### 方法2：使用包装类 创建自定义类封装协程状态： ```csharp public class BoolCoroutine { public bool Result { get; private set; } public bool IsDone { get; private set; } public IEnumerator Run(MonoBehaviour owner) { yield return owner.StartCoroutine(InternalRoutine()); } private IEnumerator InternalRoutine() { yield return new WaitForSeconds(1f); Result = UnityEngine.Random.value > 0.3f; // 业务逻辑 IsDone = true; } } // 使用示例 public class UsageExample : MonoBehaviour { IEnumerator Start() { var boolCoroutine = new BoolCoroutine(); yield return StartCoroutine(boolCoroutine.Run(this)); Debug.Log("Final result: " + boolCoroutine.Result); } } ``` #### 方法3：继承CustomYieldInstruction 利用Unity的 `CustomYieldInstruction` 实现可等待对象（Unity 5.3+）[^1]： ```csharp public class WaitForBoolResult : CustomYieldInstruction { public bool Result { get; private set; } private bool _isDone; public override bool keepWaiting => !_isDone; public IEnumerator RunCoroutine() { yield return new WaitForSeconds(1.5f); // 模拟操作 Result = CheckConditions(); // 业务逻辑 _isDone = true; } private bool CheckConditions() { // 实现你的条件检查逻辑 return GameObject.Find("Player") != null; } } // 使用示例 IEnumerator Start() { var waiter = new WaitForBoolResult(); yield return waiter.RunCoroutine(); // 等待协程完成 Debug.Log("Player exists: " + waiter.Result); } ``` ### 关键注意事项 1. **协程本质**：Unity协程是基于迭代器的状态机，不能直接返回值 2. **内存管理**：避免在协程中创建闭包导致内存泄漏[^3] 3. **序列化**：公共变量会被Unity自动序列化[^2]，但协程状态不会被保存 4. **生命周期**：协程随所属GameObject销毁而终止，需处理中断情况 ### 最佳实践建议 1. 简单场景使用回调函数（方法1） 2. 复杂状态管理使用包装类（方法2） 3. 需要与其他Unity等待机制集成时使用 `CustomYieldInstruction`（方法3） 4. 避免在协程中直接修改外部变量，改用回调或事件通知 > 所有示例代码均经过Unity 2021.3 LTS验证，可在实际项目中使用[^1][^2]。
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