Unity AssetBundle学习笔记

文章目录

• 前言
• 一、AssetBundle是什么？
• • • 1.定义
    • 2.为什么需要AssetBundle
    • 3.AssetBundle内部格式
• 二、AssetBundle打包
• • • 1.设置资源AB名称
    • 2.资源打包
    • 3.资源压缩格式
    • 4.分包策略
    • 5.避免资源冗余
    • 6.AB包加密
• 三、AssetBundle资源加载
• • • 1.各平台资源文件目录介绍
    • 2.加载、卸载资源API
    • 3.内存分析
• 总结

前言

本文主要记录笔者学习Unity资源管理的过程。

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一、AssetBundle是什么？

1.定义

AssetBundle即资源包，它可以把多个游戏对象或者资源以二进制形式保存到Assetbundle文件中。AssetBundle中的单个资源称为Asset。
Assetbundle支持所有unity可识别的格式：比如预制体、模型、声音、贴图、材质、Shader、场景、lua脚本等。

2.为什么需要AssetBundle

1）将资源打包放到远程服务器上，需要的时候在进行下载。可以减小安装包大小，提升首包的下载速度。
2）可以进行资源和业务逻辑的热更新。
3）可以按需加载和释放 Asset ，减少内存压力。

3.AssetBundle内部格式

AssetBundle 包含了两个部分：数据头以及数据段。数据头内包含了 AssetBundle 的元数据信息，比如它的标识符、压缩类型、manifest 等等。
这里的 manifest 是一个以 Object 名称作为键的查找表，用以指定 AssetBundle 中给定 Object 的位置。数据段内包含了序列化 Asset 生成的原始数据，内容会依据压缩算法变化。

一个AssetBundle本质上是将一些对象组合成一个序列化文件，根据是普通包（normal bundle）还是场景包（scene bundle），Assetbundle的数据文件展开略有不同。

二、AssetBundle打包

1）可以使用Asset Bundle Browser插件进行打包。
2）Unity提供了一套API来实现打包功能。

1.设置资源AB名称

可以在Inspector窗口下手动设置资源的AB名，和变体（Variant）名。

变体的作用参考：
AssetBundle 变体与压缩
Unity 变体探秘

设置AB名称示例代码：
首先清除之前设置的AB名称，避免产生不必要的资源也打包
然后批量设置资源AB名，和变体名。这里是根据资源名称设置AB名。

public static void ClearAssetBundlesName()
    {
        string[] oldAssetBundleNames = AssetDatabase.GetAllAssetBundleNames();

        for (int j = 0; j < oldAssetBundleNames.Length; j++)
        {
            EditorUtility.DisplayProgressBar("清除AssetName名称", "正在清除AssetName名称中...", 1f * j / oldAssetBundleNames.Length);
            AssetDatabase.RemoveAssetBundleName(oldAssetBundleNames[j], true);
        }
        EditorUtility.ClearProgressBar();
    }

    public static void SetAssetBundlesName()
    {
        string fullPath = Application.dataPath + "/GameRes/";    //将Assets/GameRes/文件夹下的所有资源进行打包
        if (Directory.Exists(fullPath))
        {
            EditorUtility.DisplayProgressBar("设置AssetName名称", "正在设置AssetName名称中...", 0f);   //显示进程加载条
            DirectoryInfo dir = new DirectoryInfo(fullPath);    //获取目录信息
            FileInfo[] files = dir.GetFiles("*", SearchOption.TopDirectoryOnly);  //获取所有的文件信息
            for (var i = 0; i < files.Length; ++i)
            {
                FileInfo fileInfo = files[i];
                EditorUtility.DisplayProgressBar("设置AssetName名称", "正在设置AssetName名称中...", 1f * i / files.Length);
                if (!fileInfo.Name.EndsWith(".meta"))   //判断去除掉扩展名为“.meta”的文件
                {
                    string basePath = "Assets" + fileInfo.FullName.Substring(Application.dataPath.Length);  //编辑器下路径Assets/..
                    string assetName = fileInfo.FullName.Substring(fullPath.Length);  //预设的Assetbundle名字，带上一级目录名称
                    assetName = assetName.Substring(0, assetName.LastIndexOf('.')); //名称要去除扩展名
                    assetName = assetName.Replace('\\', '/');   //注意此处的斜线一定要改成反斜线，否则不能设置名称
                    AssetImporter importer = AssetImporter.GetAtPath(basePath);
                    if (importer && importer.assetBundleName != assetName)
                    {
                        importer.assetBundleName = "ui/" + assetName;  //资源的AssetBundleName名称
                        importer.assetBundleVariant = "normal";  //设置资源的变体名称
                    }
                }
            }
            EditorUtility.ClearProgressBar();   //清除进度条
        }
    }

2.资源打包

资源打包代码示例：

	static void CreateAllAssetBundles()
    {
        Caching.ClearCache();   //清除AssetBundle缓存

        string uiAssetBundlesPath = ClientConfig.GetResPath;    //获取需要打包的资源目录
        if (!Directory.Exists(uiAssetBundlesPath))
        {
            Directory.CreateDirectory(uiAssetBundlesPath);
        }

        //第三个参数BuildTarget参数用来选择针对的平台，因为AB包在不同平台下是不兼容的。
        BuildPipeline.BuildAssetBundles(uiAssetBundlesPath, BuildAssetBundleOptions.ChunkBasedCompression, EditorUserBuildSettings.activeBuildTarget);
        //清除manifest文件
        int value = 1;
        string[] strFileName = Directory.GetFiles(uiAssetBundlesPath, "*.manifest", SearchOption.AllDirectories);
        foreach (var item in strFileName)
        {
            File.Delete(item);
            EditorUtility.DisplayProgressBar("清除manifest文件", "正在清除manifest文件...", 1f * value / strFileName.Length);
            value++;
        }
        EditorUtility.ClearProgressBar();   //清除进度条
    }

注意：如果A资源依赖了B资源，且B没有设置AB名，则B会被打进A所在的包中。
若B被多个资源引用，则B重复打进多个AB包，造成资源冗余。
依赖详情看官方文档

各种ID
序列化后，资源用GUID和Local ID管理。
GUID对应Asset。GUID存在.meta文件中。提供了文件特定位置的抽象。是一种映射。无需关心资源在磁盘上的存放位置。
Local ID对应Asset内的每一个Object。（Asset中）

虽然GUID和Local ID比较好用，但是毕竟因为存在磁盘上，读取比较耗时。因此Unity缓存一个instance ID对应Object，通过instance ID快速找到Object。instance ID是一种快速获取对象实例的ID，包含着对GUID和Local ID的引用。解析instance ID可以快速返回instance表示的已加载对象，如果为加载目标对象，则可以将文件GUID和Local ID解析为对象源数据，从而允许Unity即时加载对象。每次AB包重新加载时，都会为每个对象创建新的instance ID。

3.资源压缩格式

打包的时候支持两种压缩格式：
1）BuildAssetBundleOptions.None 默认LZMA压缩（流压缩）
流压缩在处理整个数据块时使用同一个字典。优点是压缩率高，压出来的包体小。缺点是只支持顺序读取，加载的时候需要一次解压整个包（造成卡顿和额外内存占用）。

2）BuildAssetBundleOptions.ChunkBasedCompression 使用LZ4（块压缩）
将原始数据分成大小相同的子块并单独压缩。包体相对LZMA较大。优点是支持实时解压，随机读取。

推荐使用LZ4压缩。当然如果不在意包体大小的话，也可以选择不压缩。使用BuildAssetBundleOptions.UncompressedAssetBundle ，读取速度最快。

4.分包策略

1）将公共依赖的资源打包到一个公共AssetBundle中，独立的资源打包到一个AssetBundle中。
2）将相同类型的资源（Shader、Atlas、Prefab、Material、Scene、动画、声音、特效等）打包成一个AssetBundle。
3）地图、Monster、Npc、角色、坐骑、动作、模型等根据配置进行打包 。
4）经常更新的资源打包到一个AssetBundle中。
5）按照生命周期，同一个UI界面的资源打包到一个AssetBundle中。

打包时需要注意AB包整体数量和单个AB包的大小。
按照有经验的前辈的说法，一个AB包的大小控制在1~2M左右比较合适。

AB包数量较多，包内资源较少	AB包数量较少，包内资源较多
加载一个AB包到内存的时间短，玩家不会有卡顿感，但每个资源实际上加载时间变长。	加载一个AB包到内存的时间较长，玩家会有卡顿感，但之后包内的每个资源加载很快。
热更新灵活，要更新下载的包体较小。	热更新不灵活，要更新下载的包体较大。
IO次数过多，增大了硬件设备耗能和发热压力。	IO次数不多，硬件压力小。

5.避免资源冗余

引用自：鹅厂程序小哥 Unity用户手册-AssetBundle
建立三个对应关系的字典：
Dictionary m_BundleDic = new Dictionary();
Dictionary m_AssetDic = new Dictionary();
Dictionary m_AssetMapBundleDic = new Dictionary();
m_BundleDic：维护了BundleName-Bundle对象对应关系的字典，其中Bundle对象中，维护了当前Bundle中所有的资源列表AssetList。
m_AssetDic：维护了AssetName-Asset对象对应关系的字典
m_AssetMapBundleDic：维护了AssetName-BundleName对应关系的字典
具体操作步骤：
1.创建一个HashSet，确保所有的资源Asset在Bundle中是唯一的，不产生冗余。
2.遍历m_BundleDic中每一个Bundle对象的AssetList；
1）如果不在HashSet中，把Asset加入到HashSet中，否则，执行删除冗余操作；
2）如果HashSet已经存在相同的Asset时，通过m_AssetMapBundleDic字典获得当前Asset对应的BundleName；
3. 如果当前Asset对应的BundleName在m_BundleDic中，表示多个ab包依赖了这个Asset，从对应的Bundle的AssetList中移除这个Asset。
4.如果当前Asset对应的BundleName不在m_BundleDic中，表示虽然多个ab包依赖了这个Asset，但是其中有一些并不需要打到ab包中，这时，需要把对应的Bundle从m_AssetMapBundleDic中移除。
5.代码实现：TODO

6.AB包加密

TODO

三、AssetBundle资源加载

1.各平台资源文件目录介绍

1）Resources：
Unity编辑器下目录
全部资源都会被压缩，转化成二进制。打包后该路径不存在，不可写也不可读。
只能使用Resources.Load加载资源。
2) Application.dataPath:
 在Unity下对应为：/Assets
 在iOS下对应为：/var/containers/Bundle/Application/appsandbox/xxx.app/Data 此目录是只读的。
 在Android下对应为：/data/app/package name-1/base.apk APK程序包路径。
3）Application.StreamingAssets：
在Unity下对应为：/Assets/StreamingAssets，该目录下全部资源原封不动打包。
在Android下对应为：jar:file:///data/app/xxx.apk!/assets。使用"Application.streamingAssetsPath"进行访问。
在iOS下对应为：Application/…/xxx.app/Data/Raw。使用"file://{Application.streamingAssetsPath}“进行访问
在移动平台下，是只读的，不能写入数据，其他平台下可以使用System.File类进行读写。
在任意平台都可以使用AssetBundle.LoadFromFile来从此文件夹读取加载AB包。
4）Application.persistentDataPath：
对应的是应用持久化数据存储文件夹路径。应用更新、覆盖安装时，这里的数据都不会被清除。（可读可写）
在Unity下对应为：/该Unity项目文件夹路径。
在Android下对应为：/…/data/应用名/files。
在iOS下对应为：Application/…/Documents。
我们一般将下载的AssetBundle存放于此。移动平台可以使用”{Application.persistentDataPath}/{Application.productName}/"进行访问，非移动平台直接使用Application.persistentDataPath即可访问。
5）Application.temporaryCachePath：
iOS会自动将persistentDataPath路径下的文件上传到iCloud，会占用用户的iCloud空间。如果persistentDataPath路径下的文件过多，苹果审核可能被拒，所以，iOS平台，有些数据得放temporaryCachePath路径下。

2.加载、卸载资源API

加载资源的时候必须先加载它依赖的资源，否则会出现引用丢失异常。
可以通过总manifest文件获取AB包的依赖关系，预加载依赖的AB包。

加载AB的API：

AssetBundle.LoadFromFile(path)：同步加载，path为本地路径
AssetBundle.LoadFromFileAsync(path)：异步加载
AssetBundle.LoadFromMemory(byte[] binary)：从字节数组加载，binary为目标ab二进制流
AssetBundle.LoadFromMemoryAsync(byte[] binary)：异步加载
AssetBundle.LoadFromStream(Stream stream)：从流中加载AB包
AssetBundle.LoadFromStreamAsync(Stream stream)：异步加载
WWW.assetBundle：www加载（已过时）
UnityWebRequest.GetAssetBundle(string uri)：url为ab文件路径，可为本地，也可为云端，

从AB中加载具体的Asset的API：

assetBundle.LoadAsset(name)：T为目标资产类型，name为资产名称，会返回一个T实例
assetBundle.LoadAssetAsync(string name)：异步加载
assetBundle.LoadAsset(name,type)：name为资产名，type为资产类型
assetBundle.LoadAssetAsync(name,type)：异步加载
assetBundle.LoadAllAssets()：T为目标资产类型，会返回一个assetBundle中所有T类型资产数组
assetBundle.LoadAllAssets()：加载assetBundle中所有资产，返回一个assetBundle中所有资产数组（object）

卸载AB和Asset的API：

Resources.UnloadAsset(obj) ： 释放指定资源																									
Resources.UnloadUnusedAssets()：再切场景或者内存峰值的时候调用，卸载没有被引用的资源。   																									
assetBundle.Unload(false)：释放AB自己，不会影响已经加载的资源。																									
assetBundle.Unload(true)：不但会释放自己，还会释放所有从AB加载的资源。																									
AssetBundle.UnloadAllAssetBundles(bool unloadAllObjects)：卸载所有资源，消耗较大，不建议调用。																									

注意：assetbundle.Unload(bool unloadAllLoadedObjects)；
unloadAlLoadedlObjects：表示是否卸载所有加载的资源。
参数为false时，AssetBundle内的文件内存镜像会被释放，实例化的物体还都保持完好。简单的说就是断开了AssetBundle内存镜像和实例之间的联系。
如果再次实例化对象，也不会返回以前初例化过的AssetBundle内存镜像，而是重新实例化一个新的AssetBundle内存镜像，那么这样就出现了冗余，同样的资源，内存中会出现多份。

参数为true时，就简单多了，卸载AssetBundle，并且删除被引用的资源。如果这时AssetBundle中有资源在场景中被引用，则会出现资源丢失的情况。这种卸载方式，最为彻底，完全从内存移除，缺点是你需要一套机制（目前流行的是引用计数），来关注是不是还有资源引用，会不会引起异常。

AssetBundle.UnloadAllAssetBundles(bool unloadAllObjects)：unloadAllObjects：是否卸载所有加载的资源，如果为true，则会卸载所有资源，包括正在使用着（被依赖）的资源。如果为false，则会卸载未被依赖的资源，被其他资源依赖的资源不会被卸载。

3.内存分析

分析资源在内存中的生命周期。先贴出两张很经典的图。

可以看到，AB包先要从硬盘或者网络中加载并解压到内存中，产生AssetBundle文件内存镜像（紫色部分）。
通过assetBundle.Load将单个资源加载到内存中（虚线框绿色部分）。
有的资源通过复制，需要实例化（GameObject），有的资源通过引用（shader等）。
GameObject资源通过Destroy释放。
Resources.UnloadAsset(obj) ， 释放绿色区域指定资源 。
Resources.UnloadUnusedAssets()，释放绿色区域没有被引用的资源。
调用assetbundle.Unload(false)会卸载AssetBundle文件内存镜像镜像，其加载的Asset不会被释放。
调用assetbundle.Unload(true)会卸载AssetBundle文件内存镜像镜像，其加载的Asset也会被释放。容易造成引用丢失（场景中出现粉红色）。

总结：
1）对于加载完后不再需要主动和被动依赖加载的资源，在加载完成后调用AssetBundel.Unload(false)，立即释放掉AssetBundle资源，当资源使用完毕，再用Resources.UnloadAsset()或Resources.UnloadUnusedAssets()释放资源内存。
2）Resources.UnloadUnusedAssets()有较大消耗，尽量减少调用次数。
3）不能调用AssetBundle.Unload(false)后再调用AssetBundle.Unload(true).
4）不再使用的GameObject直接Destroy即可。
5）对于shader、通用图集等常驻且需要保留依赖关系的资源，在合适时机加载进来，不调用AssetBundle.Unload()接口。
6）对于界面等存在明确生命周期，又可能动态加载的资源，在生命周期结束后调用AssetBundle.Unload(true)，将全部资源一起释放。
7）AssetBundle.Unload(true)在使用中，最好的做法是给创建出来的实例都添加计数，当计数不为0时，表示场景或代码中仍有引用，而当计数为0时，表示没有引用了，这样就可以放心大胆的AssetBundle.Unload(true)了。

具体内存分析可参考：Unity5-ABSystem(五)：AssetBundle内存

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总结

本文只是粗糙的记录了笔者在学习Unity资源管理过程中遇到的一些知识点，具体每一个知识点有待深剖。
如有错误，希望大家在评论区指出，一起学习进步。

参考链接：
Unity官方文档
王江荣-Unity-Asset简介
Unity5-ABSystem AssetBundle原理
UWA-你应该知道的AssetBundle管理机制
烟雨-AssetBundle热更新完整工作流与知识点解析
Unity——浅谈AB包（AssetBundle）
林新发-3种资源加载方式

「翻译」Unity中的AssetBundle详解