Unity学习—脚本优化Tips

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官方文档参考

代码编译原理

Unity 首先将脚本编译为中间语言 CIL (Common Intermediate Language )，CIL可再被编译为不同的原生语言。然后对不同的平台 Unity 采用不同的编译方式，分为运行前 AOT(Ahead of Time) 和运行时 JIT(Just in Time) 编译

C# ==> CIL ==> AOT(build) / JIT(device)

源代码编译为托管代码（managed code），托管代码编译为原生代码，托管运行时（managed runtime）管理整合，负责内存自动管理、安全检查等
程序执行时，CPU在引擎代码和托管代码之间进行安全检查，数据格式转换称为编组（marshalling），存在消耗但不是特别大

影响代码运行原因

• 糟糕代码结构
  方法多次无效调用
• 调用其他不必要大开销代码
  引擎代码和原生代码的相互调用
• 不必要时机调用
  过早进行物理判断、画面判断
• 代码本身占用过高
  大量计算

优化方式

避免大量调用Unity API

利用profile监测游戏调试

1. SendMessage() and BroadcastMessage()消耗大，尽量直接对象调用或者使用Events或Delegates

2. Find() 使用引用持有、Inspector面板引用、使用专用管理类

3. Transform 修改对象transform属性会触发子对象OnTransformChanged，子对象越多消耗越大。可将需要频繁修改的transform属性存入Vector3对象进行计算，再将Vector赋值回transform

4. Transform.position每次调用会计算一次，Transform.localPosition调用则直接取值

5. Update() 空方法也会占用CPU调用资源，所以当Update为空时直接删除

6. Vector2 and Vector3 将向量计算替换为基本类型计算，例 Vector3.magnitude、 Vector3.sqrMagnitude

7. Camera.main 同Find()

条件判断前置

void Update()
{
    for (int i = 0; i < myArray.Length; i++)
    {
        if (exampleBool)
        {
            ExampleFunction(myArray[i]);
        }
    }
}

void Update()
{
    if (exampleBool)
    {
        for (int i = 0; i < myArray.Length; i++)
        {
            ExampleFunction(myArray[i]);
        }
    }
}

仅在展示变量变化时调用展示代码

private int score;

public void IncrementScore(int incrementBy)
{
    score += incrementBy;
}

void Update()
{
    DisplayScore(score);
}

private int score;

public void IncrementScore(int incrementBy)
{
    score += incrementBy;
    DisplayScore(score);
}

控制代码调用帧数

void Update()
{
    ExampleExpensiveFunction();
}

private int interval = 3;

void Update()
{
    if (Time.frameCount % interval == 0)
    {
        ExampleExpensiveFunction();
    }
    else if (Time.frameCount % interval == 1)
    {
        AnotherExampleExpensiveFunction();
    }
}

使用缓存

void Update()
{
    Renderer myRenderer = GetComponent();
    ExampleFunction(myRenderer);
}

private Renderer myRenderer;

void Start()
{
    myRenderer = GetComponent();
}

void Update()
{
    ExampleFunction(myRenderer);
}

使用适当的数据结构

微软官方建议

减少垃圾收集

使用对象池，如敌人、子弹

剔除 Culling

void Update()
{
    UpdateTransformPosition();
    UpdateAnimations();
}

private Renderer myRenderer;

void Start()
{
    myRenderer = GetComponent();
}

void Update()
{
    UpdateTransformPosition();

    if (myRenderer.isVisible)
    {
        UpateAnimations();
    }
}

Level of detail

细节等级

垃圾处理优化

简介

Unity 核心代码为手动内存管理，开发代码自动内存管理同栈区堆区
栈区回收立即销毁、堆区回收会再在重新分配时清空
垃圾收集器标记和销毁堆区内存，收集器定期清理堆

垃圾收集器执行时机Garbage Collector

1. 堆区无足够控件分配
2. 自动周期执行
3. 手动执行

垃圾收集器执行步骤

1. 检查堆区对象
2. 查找所有引用
3. 标记空闲对象
4. 还原堆空间

问题

1. 堆区对象越多执行时间越长
2. 错误执行时机，如 CPU高占用时调用
3. 堆碎片化，可分配空间不足，导致收集器频繁调用

方案

提前缓存

void OnTriggerEnter(Collider other)
{
    Renderer[] allRenderers = FindObjectsOfType();
    ExampleFunction(allRenderers);
}

private Renderer[] allRenderers;

void Start()
{
    allRenderers = FindObjectsOfType();
}


void OnTriggerEnter(Collider other)
{
    ExampleFunction(allRenderers);
}

不在频繁调用的方法里分配

void Update()
{
    ExampleGarbageGeneratingFunction(transform.position.x);
}

改为条件执行

private float previousTransformPositionX;

void Update()
{
    float transformPositionX = transform.position.x;
    if (transformPositionX != previousTransformPositionX)
    {
        ExampleGarbageGeneratingFunction(transformPositionX);
        previousTransformPositionX = transformPositionX;
    }
}

或延迟执行

private float timeSinceLastCalled;

private float delay = 1f;

void Update()
{
    timeSinceLastCalled += Time.deltaTime;
    if (timeSinceLastCalled > delay)
    {
        ExampleGarbageGeneratingFunction();
        timeSinceLastCalled = 0f;
    }
}

或集合再分配

void Update()
{
    List myList = new List();
    PopulateList(myList);
}

private List myList = new List();
void Update()
{
    myList.Clear();
    PopulateList(myList);
}

使用对象池

常见原因

1. String 分配，没改变一次String就重新创建一个，删除原有String

   • 使用String 缓存
   • text组件使用 拆分string变化和非变部分
   • System.Text.StringBuilder 不会分配空间
   • 移除Debug.Log()

   public Text timerText;
   private float timer;
   
   void Update()
   {
       timer += Time.deltaTime;
       timerText.text = "TIME:" + timer.ToString();
   }
   
   

   public Text timerHeaderText;
   public Text timerValueText;
   private float timer;
   
   void Start()
   {
       timerHeaderText.text = "TIME:";
   }
   
   void Update()
   {
       timerValueText.text = timer.toString();
   }
   

   DEBUG log

   #if … #endif
   

   public static class Logger {
   
       [Conditional("ENABLE_LOGS")]
   
       public static void Debug(string logMsg) {
   
           UnityEngine.Debug.Log(logMsg);
   
       }
   
   }
   

2. Unity Function

   方法调用时产生局部缓存

   void ExampleFunction()
   {
       Vector3[] meshNormals = myMesh.normals;
       for (int i = 0; i < meshNormals.Length; i++)
       {
           Vector3 normal = meshNormals[i];
       }
   }
   

   GameObject.name or GameObject.tag 比较

   private string playerTag = "Player";
   
   void OnTriggerEnter(Collider other)
   {
       bool isPlayer = other.gameObject.CompareTag(playerTag);
   }
   

   可使用 Input.GetTouch() 和 Input.touchCount 替代 Input.touches 或者用 Physics.SphereCastNonAlloc() 替代 Physics.SphereCastAll()

3. 值类型装箱

4. Coroutines

   //装箱了0 产生内存垃圾
   yield return 0;
   yield return null;
   
   //每次循环产生一次垃圾
   while (!isComplete)
   {
       yield return new WaitForSeconds(1f);
   }
   
   
   WaitForSeconds delay = new WaitForSeconds(1f);
   
   while (!isComplete)
   {
       yield return delay;
   }
   
   

5. foreach

   void ExampleFunction(List listOfInts)
   {
       foreach (int currentInt in listOfInts)
       {
               DoSomething(currentInt);
       }
   }
   

   void ExampleFunction(List listOfInts)
   {
       for (int i = 0; i < listOfInts.Count; i ++)
       {
           int currentInt = listOfInts[i];
           DoSomething(currentInt);
       }
   }
   

6. 函数引用

7. LINQ and Regular Expressions

代码结构

结构体

结构体为值类型，包含引用类型变量会导致收集器检查真个结构体，占用更多时间

public struct ItemData
{
    public string name;
    public int cost;
    public Vector3 position;
}
private ItemData[] itemData;

private string[] itemNames;
private int[] itemCosts;
private Vector3[] itemPositions;

引用查找&角标查找

​ return id更省

手动回收

System.GC.Collect();