Unity引擎编辑器架构

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Unity引擎编辑器架构详解

一、编辑器架构总览

Unity编辑器（Unity Editor）是基于C++和C#混合开发的可视化内容创作环境。其架构大致分为三层：

1. 底层引擎（C++）

   • 负责资源导入、场景渲染、物理、动画、底层API等。
   • 提供C# API的底层实现。

2. 编辑器核心（C#）

   • 负责Inspector、Hierarchy、Project、Scene等窗口的逻辑。
   • 提供编辑器扩展API（UnityEditor命名空间）。
   • 管理资源、场景、组件、序列化、Undo/Redo等。

3. 用户扩展层（C#）

   • 用户可通过Editor脚本自定义窗口、工具、菜单、Inspector、资源导入流程等。
   • 支持自定义Gizmos、绘制Scene视图、批量处理资源等。

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二、核心组成模块

1. 编辑器窗口系统（EditorWindow）

• 所有编辑器窗口（如Inspector、Project、Scene、Console）都继承自EditorWindow。
• 支持自定义窗口、布局、Dock、弹窗等。
• 通过[MenuItem]注册菜单，EditorWindow.GetWindow()创建窗口。

2. Inspector与PropertyDrawer

• Inspector用于显示和编辑选中对象的属性。
• 支持自定义Inspector（Editor类）、自定义属性绘制（PropertyDrawer）。
• 支持序列化字段、Undo/Redo、Prefab变体等。

3. Scene视图与Gizmos

• Scene视图用于可视化编辑场景对象。
• 支持自定义Gizmos、Handles、Scene GUI交互。
• 可通过OnSceneGUI扩展Scene视图的交互。

4. 资源导入与Asset Pipeline

• 资源导入流程由Asset Pipeline管理，支持自定义Importer、Processor。
• 支持AssetDatabase、GUID、依赖追踪、增量导入。
• 支持ScriptedImporter自定义任意格式资源导入。

5. 菜单与快捷键

• 通过[MenuItem]添加菜单项、右键菜单、快捷键。
• 支持上下文菜单、批量操作。

6. 编辑器事件与回调

• 支持Selection、Undo、HierarchyChanged、ProjectChanged等事件。
• 支持EditorApplication、EditorUtility等全局API。

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三、底层原理与运行时关系

• 编辑器与运行时共享大部分C# API，但编辑器专属API在UnityEditor命名空间，仅在编辑器下可用。
• 编辑器脚本不会被打包进最终游戏（除非用[ExecuteInEditMode]等特殊方式）。
• 编辑器通过反射、序列化、消息分发等机制实现灵活扩展。

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四、扩展机制与常用API

1. 自定义窗口

using UnityEditor;
using UnityEngine;

public class MyWindow : EditorWindow
{
    [MenuItem("Window/My Custom Window")]
    public static void ShowWindow()
    {
        GetWindow<MyWindow>("My Window");
    }

    void OnGUI()
    {
        GUILayout.Label("Hello Editor!", EditorStyles.boldLabel);
    }
}

2. 自定义Inspector

using UnityEditor;
using UnityEngine;

[CustomEditor(typeof(MyComponent))]
public class MyComponentEditor : Editor
{
    public override void OnInspectorGUI()
    {
        DrawDefaultInspector();
        if (GUILayout.Button("Do Something"))
        {
            ((MyComponent)target).DoSomething();
        }
    }
}

3. 自定义资源导入

using UnityEditor;
using UnityEngine;

public class MyTextureProcessor : AssetPostprocessor
{
    void OnPreprocessTexture()
    {
        TextureImporter importer = (TextureImporter)assetImporter;
        importer.mipmapEnabled = false;
    }
}

4. Scene视图扩展

using UnityEditor;
using UnityEngine;

[CustomEditor(typeof(MyComponent))]
public class MyComponentEditor : Editor
{
    void OnSceneGUI()
    {
        MyComponent comp = (MyComponent)target;
        Handles.Label(comp.transform.position, "Hello Scene!");
    }
}

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五、编辑器开发最佳实践

1. 分层设计：将编辑器代码与运行时代码分离，使用Editor文件夹。
2. Undo/Redo支持：所有编辑器操作应支持撤销（Undo.RecordObject）。
3. 序列化兼容：使用SerializedObject和SerializedProperty，兼容Prefab、Multi-Edit等。
4. 性能优化：避免在OnGUI中频繁分配内存，合理使用缓存。
5. 批量处理：利用AssetDatabase、Selection等API批量处理资源。
6. 可视化与交互：善用Gizmos、Handles、EditorGUILayout提升工具易用性。
7. 自动化：结合MenuItem、脚本批处理、资源导入自动化等提升效率。

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六、常见编辑器扩展场景

• 批量资源重命名、格式转换、自动分组
• 自定义场景工具（如地形编辑、路径编辑、关卡布置）
• 资源依赖分析、冗余检测
• 游戏数据可视化编辑器（如技能树、对话编辑器、关卡编辑器）
• 自动化构建、打包、热更工具
• 运行时调试辅助工具（如日志面板、内存监控）

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七、架构图（简化示意）

+-------------------+
|   Unity Editor    |
|-------------------|
|  EditorWindow     |<--自定义窗口
|  Inspector        |<--自定义Inspector/Drawer
|  SceneView        |<--Gizmos/Handles
|  Asset Pipeline   |<--Importer/Processor
|  Menu/Shortcut    |<--MenuItem/ContextMenu
|  Editor Events    |<--Selection/Undo/Callback
+-------------------+
        |
        v
+-------------------+
|   Unity Engine    |
| (C++/C# Runtime)  |
+-------------------+

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八、参考文档

• Unity官方编辑器扩展文档
• Unity Scripting API (UnityEditor)
• Unity Asset Pipeline

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下面将继续深入，补充Unity编辑器架构的底层机制、序列化系统、消息与事件流、扩展进阶、自动化与批处理、性能优化、常见陷阱与实战建议等内容。

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一、底层机制与序列化系统

1. Unity序列化系统

• Unity编辑器依赖自有的序列化系统（非C#标准序列化），用于Inspector显示、Prefab、Undo/Redo、资源存储等。
• 支持的类型：基本类型、UnityEngine.Object、Serializable类、List/Array、部分Dictionary。
• 不支持的类型：泛型类、接口、委托、非public字段（除非加[SerializedField]）、多维数组等。
• 编辑器通过SerializedObject和SerializedProperty反射式访问和绘制字段，保证多选、Prefab变体等一致性。

2. Undo/Redo机制

• 编辑器所有可变更操作应支持Undo/Redo。
• 通过Undo.RecordObject、Undo.RegisterCreatedObjectUndo等API记录状态。
• Inspector、SceneView、资源导入等都应配合Undo系统，避免数据丢失。

3. 编辑器与运行时的隔离

• 编辑器代码必须放在Editor文件夹下，打包时不会包含。
• 运行时代码可通过#if UNITY_EDITOR条件编译访问编辑器API，但要避免依赖。

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二、消息与事件流

1. 编辑器生命周期

• 编辑器窗口、Inspector、SceneView等都基于IMGUI（Immediate Mode GUI）系统，核心方法为OnGUI。
• 编辑器事件流包括：Awake/OnEnable/OnDisable/OnDestroy、OnGUI、OnInspectorGUI、OnSceneGUI等。
• 编辑器全局事件：EditorApplication.update（每帧）、EditorApplication.playModeStateChanged、Selection.selectionChanged等。

2. 资源导入与回调

• 资源导入流程：导入（Importer）→ 处理（Processor）→ 存储（AssetDatabase）。
• 支持AssetPostprocessor、ScriptedImporter自定义导入逻辑。
• 资源变更、导入、删除等事件可通过AssetModificationProcessor、AssetDatabase监听。

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三、扩展进阶

1. 自定义PropertyDrawer与DecoratorDrawer

• PropertyDrawer：自定义字段在Inspector的绘制方式（如Vector3、Color等）。
• DecoratorDrawer：为字段添加装饰（如Header、Space等）。
• 支持自定义Attribute，提升Inspector可读性和交互性。

2. Editor Coroutines（编辑器协程）

• 编辑器原生不支持协程，但可用EditorApplication.update模拟。
• 适合做批量处理、异步任务、进度条等。

3. 编辑器工具链自动化

• 利用MenuItem、AssetDatabase、BuildPipeline等API实现一键打包、资源检查、自动化构建。
• 可结合CI/CD（如Jenkins、GitHub Actions）实现自动化流程。

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四、性能优化与常见陷阱

1. 性能优化

• 避免在OnGUI/OnInspectorGUI中频繁分配内存或做重计算。
• 使用缓存、延迟加载、脏标记（Repaint/SetDirty）等手段。
• 批量操作时，使用AssetDatabase.StartAssetEditing/StopAssetEditing减少刷新次数。

2. 常见陷阱

• 内存泄漏：未正确释放EditorWindow、未移除事件监听。
• Undo失效：未调用Undo API，导致操作无法撤销。
• 序列化丢失：字段未标记为可序列化，数据无法保存。
• 多选兼容性：自定义Inspector未用SerializedProperty，多选时数据错乱。
• 资源锁死：批量处理资源时未正确结束编辑，导致资源锁定。

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五、实用进阶代码片段

1. 编辑器协程

public static class EditorCoroutine
{
    public static IEnumerator Start(IEnumerator routine)
    {
        void Update()
        {
            if (!routine.MoveNext())
                EditorApplication.update -= Update;
        }
        EditorApplication.update += Update;
        return routine;
    }
}

2. 批量资源处理

[MenuItem("Tools/Batch Rename")]
public static void BatchRename()
{
    var guids = Selection.assetGUIDs;
    AssetDatabase.StartAssetEditing();
    try
    {
        foreach (var guid in guids)
        {
            string path = AssetDatabase.GUIDToAssetPath(guid);
            AssetDatabase.RenameAsset(path, "NewName_" + Path.GetFileNameWithoutExtension(path));
        }
    }
    finally
    {
        AssetDatabase.StopAssetEditing();
        AssetDatabase.Refresh();
    }
}

3. 自定义属性与Drawer

public class ReadOnlyAttribute : PropertyAttribute { }

[CustomPropertyDrawer(typeof(ReadOnlyAttribute))]
public class ReadOnlyDrawer : PropertyDrawer
{
    public override void OnGUI(Rect position, SerializedProperty property, GUIContent label)
    {
        GUI.enabled = false;
        EditorGUI.PropertyField(position, property, label);
        GUI.enabled = true;
    }
}

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六、实战建议

1. 工具分层：复杂工具建议拆分为数据层、逻辑层、UI层，便于维护。
2. 可视化交互：多用Handles、Gizmos提升场景工具体验。
3. 批量与自动化：一切重复性工作都应自动化，提升团队效率。
4. 文档与注释：编辑器工具需良好注释和使用说明，方便团队协作。
5. 测试与回退：编辑器工具易出错，建议配合版本控制、Undo、日志等机制。

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七、常见编辑器扩展案例

• 关卡编辑器：自定义窗口+SceneView交互+数据序列化
• 技能/对话树编辑器：节点式可视化+批量数据导入导出
• 资源检查工具：批量扫描、依赖分析、冗余检测
• 自动化打包工具：一键构建、分包、热更、日志输出
• 运行时调试面板：编辑器下可视化运行时数据、日志、性能

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