Unity性能分析和内存分析工具

引言

Unity是商业引擎，除了购买源代码，并不开源。所以在针对Unity应用进行优化的时候，需要借助官方的工具，分析游戏代码的性能消耗和内存开销。主要的工具是编辑器下的Profiler；针对内存分析，还有一个官方工具MemoryProfiler。本文主要针对这两个工具，做一下简单介绍加实际分析。

编辑器Profiler

Profiler窗口在Windows/Profiler菜单下可以打开，如下图所示，它其实包含了针对CPU，Rendering，Memory等等一组Profiler功能。这里主要介绍CPU profiler的使用。

在选中时间轴上某一帧后，下面详情面板会显示当前这一帧的时间消耗，默认消耗大的排前面。一般选取波形图的峰值进行分析，因为峰值代表时间消耗比较多。拿例子来说，MainView跳转LevelView有一些延迟，下图截取的就是点击事件这一帧的开销，明显可以看出峰值比较高。

上图值得注意的一点是，在Instantiate.Awake这个操作中，LanguageTTF.Awake开销比重大，但具体更多的细节没有给出来。

Deep Profile模式

上文提到了LanguageTTF.Awake操作没有更多细节，这是因为普通模式下更多的是Unity自身函数统计，用户代码统计没有细分出来。如果想知道更多细节，可以开启Deep Profile模式。下面是在Deep模式下，同一点击事件的截图：

可以很明显看出调用栈更深了，但给出了更多的细节，有利于查找更具体的原因；通过这个，我们可以看出，LanguageTTF.Awake其实是PlayerPrefsMgr.GetInt开销比较大，原因是每次读取都涉及解密操作，这个地方是可以优化一下的。

不过Deep模式只在编辑器下面有效，在移动设备上Profile时，是没有这个选项的。一般是先找出开销大的地方，然后再尝试Deep模式缩小范围。

Android Profiler

由于Profiler是开发工具，需要打Development包，进行Development Build；不勾选这个选项，Android包是没有Profiler功能的。 Android连接Profiler有两种方式，一种是Wifi方式，要求设备跟PC在同一个网段，打包时需要同时勾选Development Build和Autoconnect Profiler选项。一种是adb方式，只需要勾选Development Build就可以。

由于公司Wifi跟电脑不在一个网段，这里选择的就是adb方式了。如下图所示：

adb连接

adb方式连接Profiler，首先需要进行socket连接转发，转发使用adb foward命令，如下所示：

adb forward tcp:34999 localabstract:Unity-com.freepuzzlegames.logoguessing.quiz

该行命令的意思是，将PC上的34999端口收到的请求，转发给手机上的Unity应用，应用标识用Unity-包名表示，

然后在Profiler窗口选择AndroidPlayer就可以了，默认就对应34999端口。连接上了之后，就会有波状图出现。

Memory Profiler

编辑器Profiler自身是支持Memory Profiler的，虽然它能给出引用信息，但有时候给出的原因并不是很清楚。

最常见就是ManagedStaticReferences类型的引用，这种引用基本上是在C#代码中存在静态引用链，引用到该Unity资源。比如SpriteAtlas的Texture2D在这种引用下，是不会被释放的，虽然引用该图集的Prefab已经释放了，这是Unity自身的机制。

下面是使用编辑器Profiler对Quizdom Android进行内存profiler的截图。此时应用关掉了QuizView，回到了MainView，但是Quiz图集并没有被回收。引用显示表明存在ManagedStaticReferences，但没有更多的信息了，看不出谁还在引用这张图集。

MemoryProfiler工具

为了解决ManagedStaticReferences引发的释放问题，Unity官方以编辑器插件的形式单独出了一个MemoryProfiler工具，该工具项目链接见附录。

使用该工具有一定限制，只有IL2CPP和Mono .NET 3.5平台同时满足的情况下，才能工作。对于Quizdom项目，由于Unity版本问题，PC端出不了IL2PP包，所以只能用Android进行Profiler。

MemoryProfiler依赖编辑器Profiler进行Profiler连接，所以按照【Android Profiler】章节进行连接成功后，点击菜单Windows/MemoryProfiler，在弹出的MemoryProfiler窗口上，点击Take Snapshot就可以获取当前内存的快照。

值得注意的是，虽然MemoryProfiler在编辑器环境下也能直接Take Snapshot，但拿到的是整个编辑器的内存快照，不具备参考价值。

下面是跟前文Quizdom内存截图同样环境下，使用MemoryProfiler工具拿到的内存快照，可以看到箭头所指红框部分，将ManagedStaticReferences更直观地展示出来了。QuizControl是一个静态单例，Quiz图集是被BaseControl静态引用，导致图集没有被释放掉。

总结

本文主要关注了CPU和内存的Profiler，其实编辑器还有其他Profiler的，在对应用进行优化的时候能够提供不少的帮助。另一方面，由于Unity官方的原因，有时候不得不在编辑器功能之外，用一些补充的官方工具去分析问题。游戏优化是一个比较繁杂的工作，对Unity商业引擎来说，善用一些工具能够节省不少时间。

附录

https://bitbucket.org/Unity-Technologies/memoryprofiler/src/default/