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大家好，我是佛系工程師☆恬靜的小魔龍☆，不定時(shí)更新Unity開發(fā)技巧，覺得有用記得一鍵三連哦。

一、前言

最近有小伙伴問協(xié)程怎么用、怎么寫，我也是會(huì)用會(huì)寫，但是原理不是很明白。

學(xué)習(xí)了一下，總結(jié)出來(lái)分享給看到這篇文章的人。

如果覺得本篇文章有用別忘了點(diǎn)個(gè)關(guān)注，關(guān)注不迷路，持續(xù)分享更多Unity干貨文章。

二、正文

2-1、協(xié)程是什么

協(xié)程就相當(dāng)于C#的線程。

Unity3D是支持多線程的，只是線程不能訪問主線程中的對(duì)象，雖然說(shuō)線程不能訪問主線程中的對(duì)象，但是可以將一些復(fù)雜的算法計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)連接等邏輯拋給一個(gè)線程去處理，將處理的數(shù)據(jù)放到公共的內(nèi)存模塊中。

Unity3D主線程就可以使用了。

那么協(xié)程是什么呢，協(xié)程就是Unity針對(duì)上面的問題提出的解決方案，協(xié)程又叫做協(xié)同程序，使用的場(chǎng)景主要有資源、場(chǎng)景的異步加載，但是可以訪問主線程中的對(duì)象。

協(xié)程的本質(zhì)是迭代器，能夠暫停協(xié)程執(zhí)行，暫停后立即返回主函數(shù)，執(zhí)行主函數(shù)剩余的部分，直到中斷執(zhí)行完成后，從中斷指令的下一行繼續(xù)執(zhí)行協(xié)程剩余的函數(shù)，函數(shù)全部執(zhí)行完成，協(xié)程結(jié)束。由于中斷執(zhí)行的出現(xiàn)，可以將一個(gè)函數(shù)分割成多個(gè)幀中去執(zhí)行。

畫了一個(gè)圖來(lái)說(shuō)明：

看起來(lái)沒有什么難的，接下來(lái)就來(lái)解析一下執(zhí)行順序以及協(xié)程原理。

2-2、協(xié)程原理

執(zhí)行順序：

協(xié)程中的所有初始代碼，從協(xié)程開始到中斷執(zhí)行的位置，可以中斷，協(xié)程代碼中的其他部分，也就是中斷執(zhí)行后面的代碼將出現(xiàn)在Unity主循環(huán)DelayeCallManager中。

協(xié)程由 C# 編譯器自動(dòng)生成的類實(shí)例提供支持。

此對(duì)象用于跟蹤單個(gè)方法的多次調(diào)用之間的協(xié)程狀態(tài)。

因?yàn)閰f(xié)程中的局部作用域變量必須在 yield 調(diào)用中保持一致，所以這些局部作用域變量將被保存到上一級(jí)的生成的它們的類中，從而保證在協(xié)程的存活期內(nèi)保留在堆上的地址分配。

該對(duì)象還會(huì)跟蹤協(xié)程的內(nèi)部狀態(tài)：它會(huì)記住協(xié)程暫停后必須從代碼中的哪一點(diǎn)恢復(fù)。

因此，啟動(dòng)協(xié)程引起的內(nèi)存壓力等于固定開銷成本加上其局部變量的消耗。

啟動(dòng)協(xié)程的代碼將構(gòu)造并調(diào)用此對(duì)象，然后 Unity 的DelayedCallManager在每當(dāng)滿足協(xié)程的暫停條件時(shí)再次調(diào)用此對(duì)象。

由于協(xié)程通常在其他協(xié)程之外啟動(dòng)，因此它們的執(zhí)行成本將分擔(dān)到上述兩個(gè)位置，這兩個(gè)位置又叫做協(xié)程函數(shù)和協(xié)程調(diào)度器。

執(zhí)行原理：

協(xié)程函數(shù)將執(zhí)行成本分給了協(xié)程函數(shù)和協(xié)程調(diào)度器，協(xié)程函數(shù)使用的是C#的迭代器，協(xié)程調(diào)度器則使用了MonoBehaviour中的生命周期函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

協(xié)程函數(shù)實(shí)現(xiàn)了分步，協(xié)程調(diào)度器實(shí)現(xiàn)了分時(shí)。

再來(lái)了解一下迭代器：

迭代器中有一個(gè)MoveNext函數(shù)，協(xié)程函數(shù)實(shí)現(xiàn)了迭代器，那么協(xié)同程序就是一步步的執(zhí)行迭代器對(duì)象中國(guó)男的MoveNext函數(shù)，調(diào)用MoveNext函數(shù)會(huì)執(zhí)行下一個(gè)yield return之前的邏輯，并且根據(jù)MoveNext()的返回值判斷是否全部執(zhí)行完畢。

而yield return通過(guò)返回Current對(duì)象，來(lái)判斷執(zhí)行MoveNext()的時(shí)機(jī)，這部分的工作就是通過(guò)協(xié)程的另一個(gè)部分，也就是協(xié)程調(diào)度器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，協(xié)程調(diào)度器是Unity引擎實(shí)現(xiàn)的，理論上我們可以自己去實(shí)現(xiàn)一個(gè)協(xié)程調(diào)度器，感興趣的可以自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)，能進(jìn)一步加深對(duì)協(xié)程的理解。

2-3、實(shí)現(xiàn)協(xié)程原理的代碼

我們已經(jīng)清楚了協(xié)程的原理，以及協(xié)程的組成部分，也就是協(xié)程函數(shù)和協(xié)程調(diào)度器，我們可以試著去實(shí)現(xiàn)一個(gè)，來(lái)加深對(duì)協(xié)程的理解：

using System;
using System.Collection;
using System.Collection.Gernic;
using UnityEngine;

public class YieldInstruction
{
    public IEnumerator ie;
    public float executeTime;
}

public class CoroutineMgr : MonoBehaviour
{
    private List<YieldInstruction> list = new List<YieldInstruction>();
 
    public void StartCoroutine(IEnumerator ie)
    {
        ie.MoveNext();
        if((ie.Current is null) || (ie.Current is int))
        {
            list.Add(new YieldInstruction{ ie=ie,executeTime=0; });
        }
        else if(ie.Current is WaitForSeconds)
        {
            list.Add(new YieldInstruction{ 
                ie=ie,
                executeTime=Time.time+(ie.Currentas WaitForSeconds).second });
        }
        else if (...)
        {...}
    }
 
 
 
    void Update()
    {
        // 倒序遍歷方便移除
        for(int i=list.Count-1; i>=0; i--)
        {
            if(list[i].executeTime<=Time.time)
            {
                if(list[i].ie.MoveNext())
                {
                    // 如果是已定義的類型
                    if((ie.Current is null) 
                    || (ie.Current is int)) 
                    || (ie.Current is WaitForSeconds))
                    {
                        // 繼續(xù)指定執(zhí)行時(shí)機(jī)
                    }
                    else
                    {
                        list.RemoveAt(i);
                    }
                }
                else
                {
                    list.RemoveAt(i);
                }
            }
        }
    }
}

實(shí)現(xiàn)的代碼主體就是這樣了，當(dāng)然還有一些GC回收沒有做，感興趣的可以繼續(xù)優(yōu)化。

2-4、使用協(xié)同程序

首先，來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的程序：

using System.Collections;
using UnityEngine;

public class TestCoroutine : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        Debug.Log("在協(xié)程之前執(zhí)行函數(shù)");
        StartCoroutine(m_Ien());
        Debug.Log("在協(xié)程之后執(zhí)行函數(shù)");
    }

    IEnumerator m_Ien()
    {
        Debug.Log("執(zhí)行函數(shù)");
        yield return new WaitForSeconds(1);//等待1秒
        Debug.Log("執(zhí)行后面的函數(shù)");
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：

PS：這個(gè)例子演示了，協(xié)程的執(zhí)行順序，協(xié)程的寫法，協(xié)程的調(diào)用

執(zhí)行順序：
（1）執(zhí)行協(xié)程之前的代碼
（2）執(zhí)行協(xié)程中的協(xié)程函數(shù)直到中斷程序
（3）執(zhí)行協(xié)程之后的代碼
（4）中斷程序結(jié)束執(zhí)行后面的協(xié)程函數(shù)

協(xié)程寫法：
（1）聲明是IEnumerator 迭代器類型返回值
（2）返回值為yield return new，也就是中斷程序，就跟int的返回值是0123一樣，沒有返回值會(huì)報(bào)錯(cuò)
（3）執(zhí)行中斷程序后面的函數(shù)

協(xié)程的yield return new返回值：

協(xié)程的調(diào)用：
（1）調(diào)用協(xié)程使用StartCoroutine(m_Ien());
（2）調(diào)用協(xié)程還可以這么寫StartCoroutine(“m_Ien”);
（3）終止協(xié)程用StopCoroutine(m_Ien());
（4）終止協(xié)程還可以這么寫StopCoroutine(“m_Ien”);
（5）聲明協(xié)程再終止協(xié)程，mCoroutine= StartCoroutine(m_Ien());StopCoroutine(mCoroutine);
（6）終止所有協(xié)程StopAllCoroutines();

2-5、實(shí)現(xiàn)一個(gè)自己的WaitForSeconds

協(xié)程的所能達(dá)到的效果就是在指定的時(shí)間點(diǎn)上執(zhí)行需要執(zhí)行的代碼，Unity中開始一個(gè)協(xié)程的函數(shù)是StartCoroutine，而提供的延遲的類有以下幾種分別是：

new WaitForEndOfFrame; //等待一幀
new WaitForFixedUpdate; //等待一個(gè)FixedUpdate（固定時(shí)間間隔）
new WaitForSeconds; //等待X秒
new WWW; //等待外部資源加載完畢

本節(jié)就針對(duì)其中的WaitForSeconds實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探究。

因?yàn)樵陂_發(fā)過(guò)程中，很多時(shí)候會(huì)遇到一種情況就是，超時(shí)或者是符合某種條件就繼續(xù)運(yùn)行，使用系統(tǒng)提供WaitForSeconds已經(jīng)無(wú)法滿足要求了。

這時(shí)候有兩種解決方法，一種是使用StopCoroutine來(lái)停止協(xié)程，但是對(duì)于Unity來(lái)說(shuō)，這種行為會(huì)造成很大的開銷；第二種就是可以采用重寫WaitForSeconds，使它能達(dá)到我們的要求。

以下是重寫WaitForSeconds的代碼：

/// <summary>
/// 任務(wù)擴(kuò)展
/// </summary>
static class CTaskExtend
{
    static public IEnumerator WaitForSeconds(float second)
    {
        DateTime init_dt = DateTime.Now;
        TimeSpan time;
        while (true)
        {
            time = DateTime.Now - init_dt;
            if (time.TotalSeconds <= second)
            {
                yield return null;
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
    }
}

調(diào)用的方法與Unity差不多：

yield return CTaskExtend.WaitForSeconds(delayTime);

那么如果遇到之前說(shuō)的那一種情況（超時(shí)或者是符合某種條件就繼續(xù)運(yùn)行），這里需要做怎么樣的改動(dòng)呢？如下：

/// <summary>
/// 任務(wù)擴(kuò)展
/// </summary>
static class CTaskExtend
{
    public delegate bool CondDelegate();
    static public IEnumerator WaitForSeconds(float second, CondDelegate cond = null)
    {
        DateTime init_dt = DateTime.Now;
        TimeSpan time;
        while (true)
        {
            time = DateTime.Now - init_dt;
            if (time.TotalSeconds <= second && !cond())
            {
                yield return null;
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
    }
}

加上了一個(gè)回調(diào)函數(shù)，每次都會(huì)檢查這個(gè)函數(shù)是否為true，如果為true則停止等待。

2-6、自定義yield new return

我發(fā)現(xiàn)協(xié)程的返回值有這個(gè)：

yield return Coroutine;//協(xié)程執(zhí)行完畢后執(zhí)行后續(xù)代碼

也就是協(xié)程類型的返回值，我在想，是不是可以通過(guò)擴(kuò)展Coroutine，來(lái)寫一個(gè)自定義的中斷指令，也就是yield new return。

我們假設(shè)這樣一種情況，當(dāng)一個(gè)動(dòng)畫播放后，再執(zhí)行其他函數(shù)。

參考代碼如下：

using UnityEngine;
using System.Collections;
 
public class WaitForEndOfAnim : IEnumerator
{
    AnimationState m_animState;
 
    public WaitForEndOfAnim(AnimationState animState)
    {
        m_animState = animState;
    }
    //-- IEnumerator Interface
    public object Current
    {
        get
        {
            return null;
        }
    }
 
    //-- IEnumerator Interface
    public bool MoveNext()
    {
        return m_animState.enabled;
    }
 
    //-- IEnumerator Interface
    public void Reset()
    {
    }
}

這里面核心的邏輯就在“MoveNext”函數(shù)中，我通過(guò)m_animState.enabled來(lái)判斷動(dòng)畫是否播放完了。

完整的測(cè)試代碼如下：

using UnityEngine;
using System.Collections;
 
public class UnitTest : MonoBehaviour
{
 
    // Use this for initialization
    void Start()
    {
    }
 
    void OnGUI()
    {
        GUILayout.BeginArea(new Rect(6, 6, 200, 300));
        GUILayout.BeginVertical();
        GUILayout.Box("Conrountinue測(cè)試");
 
        if (GUILayout.Button("啟動(dòng)"))
        {
            StartCoroutine(DoTest());
        }
 
        GUILayout.EndVertical();
        GUILayout.EndArea();
    }
 
    IEnumerator DoTest()
    {
 
        Animation anim = GetComponentInChildren<Animation>();
        AnimationState animAttack = anim["attack"];
        animAttack.speed = 0.1f;
 
        AnimationState animHit = anim["hit"];
        animHit.speed = 0.1f;
 
        AnimationState animDie = anim["die"];
        animDie.speed = 0.1f;
 
        Debug.Log("1.開始播放攻擊動(dòng)畫。" + Time.time * 1000);
        anim.Play(animAttack.name);
        yield return StartCoroutine(new WaitForEndOfAnim(animAttack));
 
        Debug.Log("2.開始播放受擊動(dòng)畫。" + Time.time * 1000);
        anim.Play(animHit.name);
        yield return StartCoroutine(new WaitForEndOfAnim(animHit));
 
        Debug.Log("3.開始播放死亡動(dòng)畫。" + Time.time * 1000);
        anim.Play(animDie.name);
        yield return StartCoroutine(new WaitForEndOfAnim(animDie));
    }
}

三、后記

這篇文章詳細(xì)講解了Unity3D的協(xié)程的原理以及使用。

以及重寫協(xié)程程序的返回值和自定義協(xié)程返回值。

對(duì)于某些代碼來(lái)說(shuō)難度比較高，推薦多理解多練習(xí)。

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