unity协程与C# await async的使用

协程（Coroutine）

在 Unity 中，协程（Coroutine） 是一种特殊的函数，可以在运行时暂停和恢复执行，通常用于处理需要分步执行的任务或延迟操作。协程非常适合处理异步操作，例如等待、计时、分帧加载等。

协程的特点

1. 暂停和恢复:协程可以在执行过程中暂停（yield），并在下一帧或指定条件满足后恢复执行。

2. 非阻塞:协程不会阻塞主线程，适合处理耗时操作。

3. 基于迭代器:协程的实现基于 C# 的迭代器（IEnumerator），使用 yield return 控制执行流程。

4. 依赖于 MonoBehaviour:协程必须挂载在 MonoBehaviour 脚本中，通过 StartCoroutine 启动。

常用的 yield return 语句

1. yield return null暂停一帧，下一帧恢复执行。

2. yield return new WaitForSeconds(time)暂停指定时间（秒），时间到后恢复执行。

3. yield return new WaitForEndOfFrame()暂停到当前帧结束，下一帧恢复执行。

4. yield return new WaitUntil(condition)暂停直到指定条件为 true。

5. yield return new WaitWhile(condition)暂停直到指定条件为 false。

6. yield return StartCoroutine(anotherCoroutine)暂停并等待另一个协程执行完毕。

如何避免协程中的卡顿

方法 1：将耗时操作分帧执行

• 使用 yield return null 将耗时操作分到多帧中执行。

方法 2：使用异步操作

• 将耗时操作放到异步任务中执行，避免阻塞主线程。

• IEnumerator LoadDataAsync()
  {
      UnityWebRequest request = UnityWebRequest.Get("https://example.com/data");
      yield return request.SendWebRequest(); // 异步等待网络请求完成
      Debug.Log("数据加载完成: " + request.downloadHandler.text);
  }

方法 3：使用多线程

• 对于计算密集型任务，可以使用 C# 的多线程（如 Task 或 Thread）来避免阻塞主线程。

• IEnumerator HeavyCalculationCoroutine()
  {
      bool isDone = false;
      Task.Run(() =>
      {
          HeavyCalculation(); // 在子线程中执行耗时操作
          isDone = true;
      });
  
      while (!isDone)
      {
          yield return null; // 等待子线程完成
      }
      Debug.Log("耗时操作完成");
  }

方法 4：使用 Job System 和 Burst Compiler

• Unity 的 Job System 和 Burst Compiler 可以高效地处理多线程任务，适合性能敏感的场景。

• [BurstCompile]
  struct HeavyJob : IJob
  {
      public void Execute()    {        // 耗时操作    }
  }
  
  IEnumerator RunHeavyJob()
  {
      var job = new HeavyJob();
      JobHandle handle = job.Schedule();
      while (!handle.IsCompleted)
      {
          yield return null; // 等待任务完成
      }
      handle.Complete();
      Debug.Log("耗时操作完成");
  }

异步等待

async 关键字

• 用于标记一个方法为异步方法。

• 异步方法的返回类型必须是 Task、Task<T> 或 void（不推荐使用 void）

await 关键字

• 用于等待一个异步操作完成。

• await 会暂停当前方法的执行，直到等待的 Task 完成。

• 在等待期间，控制权会返回给调用方，避免阻塞线程。

底层原理

• async 和 await 是基于状态机的语法糖。

• 编译器会将 async 方法转换为一个状态机，await 是状态机的暂停点。

• 当 await 的 Task 完成后，状态机会从暂停点恢复执行。

避免同步阻塞

• 不要使用 Thread.Sleep、.Result 或 .Wait()。

• 如果需要延迟，使用 await Task.Delay。

使用 Task.Run 卸载耗时操作

• 将耗时操作放到后台线程中执行。

• async Task MyAsyncMethod()
  {
      Console.WriteLine("开始耗时操作");
      await Task.Run(() =>
      {
          HeavyCalculation(); // 在后台线程中执行
      });
      Console.WriteLine("耗时操作完成");
  }