2020-04-16 unity 协程

目录

什么是协程

多线程

协程

协程的使用场景

协程使用示例

Invoke的缺陷

协程语法

开启协程

终止协程

挂起

协程的执行原理

什么是协程

在Unity中,协程(Coroutines)的形式是我最喜欢的功能之一,我都会使用它来控制需要定时的。

协同程序,在主程序运行的同时,开启另外一段逻辑处理,来协同当前程序的执行。

可能看了这段文字介绍还是有点模糊,其实可以用多线程来比较。

多线程

多线程,顾名思义,多条同时执行的线程。

最初,多线程的诞生是为了解决IO阻塞问题,如今多线程可以解决许多同样需要异步方法的问题(例如网络等)。

所谓异步,通俗点讲,就是我走我的线程,你走你的线程。当某个线程阻塞时,另一个线程不会受影响继续执行。

需要认识到的是,多线程并不是真正意义上的多条线程同时执行。

它的实际是将一个时间段分成若干个时间片,每个线程轮流运行一个时间片。

(如图,将执行步骤切分成极小的粒度,然后依次运行)

但是由于时间片粒度非常非常小,几乎看不出区别,所以程序执行效果跟真正意义上的并行执行效果基本一致。

多线程的缺陷

然而多线程有一个坏处,就是可能造成共享数据的冲突。

假如有一个变量i = 0, Step1_1的操作是进行++i操作,Step2_1的操作是进行--i操作。

我们预期最终结果i为0。

但由于操作切分得过小,可能会发生这样顺序的事:

线程1:访问i, 将0存到寄存器

线程2:访问i, 将0存到寄存器

线程1:++i, 得到1

线程2:--i, 得到-1

线程1:将1写入到i的内存

线程2:将-1写入到i的内存

最终i的值为-1

当然多线程的冲突也有解决方案: 互斥锁....

但是这些多多少少会付出额外的代价,让程序变得臃肿。

协程

CPU有多条线程,一条线程可以有多个协程。

协程跟多线程类似,也有类似异步的效果(注意不是真正的异步)。

只不过它的切分粒度不是基于系统划分的时间片,而是基于我们编写的yield,而且往往粒度更大。

粒度是取决于自己定义什么时候让协程挂起:

//下面定义了一个协程函数,注意必须使用IEnumerator作为返还值才能成为协程函数。IEnumerator Test(){for(inti =0; i<1000; ++i){    ans += i;yieldreturn0;//挂起,下一帧再来从这个位置继续执行。}  j+=2;yieldreturn0;//挂起,下一帧再来从这个位置继续执行。++j;yieldreturn0;//挂起,下一帧再来从这个位置继续执行。}

如果划分的粒度过大,协程所在的线程可能在相应的帧卡顿。

甚至如果让协程阻塞(死循环),那么协程所在的整个线程也会阻塞。

因此说协程可以有类似异步的效果,但是不是真正的异步。

协程的一大好处就是可以避免数据访问冲突的问题:

因为它的粒度相对多线程的大很多,所以往往很少出现冲突现象

在上面多线程的例子里,使用协程则可以这样:

Step1_1: 执行完++i, 此时i=1

Step2_1: 执行完--i, 此时i=0

最终i的值为0

协程的使用场景

对于保证不会阻塞的并行操作且并行性要求不高的并行操作,可以使用协程。

更实际来说,协程最常用于延时执行等控制时间轴的操作,例如N秒后调用指定函数。

利用每帧执行一段协程的特性,我们可以引入个带累加计时判断循环,然后再超过3秒后跳出循环,执行Debug.Log()

//3s后执行Debug.LogIEnumerator Test(){for(floattimer =0.0f; timer <3.0f ; timer += Time.DeltaTime){yieldreturn0;//挂起,下一帧再来从这个位置继续执行。}  Debug.Log("启动协程3s后");}

但是Unity封装了个更好用的类:WaitForSeconds

使这种延时的协程代码更加简洁。

//原本写法for(float timer =0.0f; timer <3.0f; timer += Time.DeltaTime){    yieldreturn0;//挂起,下一帧再来从这个位置继续执行。}//使用WaitForSeconds的写法yieldreturnnewWaitForSeconds(3.0f);

协程使用示例

接下来就展示下,协程使用的示例:

首先编写好协程函数

IEnumerator TestWaitForSeconds(){//3s后执行Debug.Log;yieldreturn newWaitForSeconds(3.0f);    Debug.Log("启动协程3s后");}

然后在某个地方使用StartCoroutine(TestWaitForSeconds())或者StartCoroutine("TestWaitForSeconds")

//启动协程:3s后执行Debug.logStartCoroutine(TestWaitForSeconds());//启动后,继续往下执行...

Invoke的缺陷

另外一提,Unity还有个一样也是用于延时调用的函数,叫Invoke

Invoke("test",2.0f); \\延时2秒后执行函数test

但是Invock所要调用的函数必须是空类型返还值,还必须得是在当前类里面的方法。

一般来说,用协程来解决这样的问题已经绰绰有余,而且还有更安全的调用方法而不是只用string类型作为参数的方法,因此没必要使用Invoke。

协程语法

开启协程

StartCoroutine(stringmethodName);

参数是方法名(字符串类型),此方法可以包含一个参数。

形参方法可以有返回值

StartCoroutine(IEnumerator method);

参数是方法(TestMethod()),此方法中可以包含多个参数。

IEnumrator类型的方法不能含有ref或者out类型的参数,但可以含有被传递的引用

形参方法必须有返回值,且返回值类型为IEnumrator,返回值使用(yield retuen +表达式或者值,或者 yield break)语句

终止协程

StopCoroutine(stringmethodName);//终止指定的协程

在程序中调用StopCoroutine()方法只能终止以字符串形式启动的协程

StopAllCoroutine();//终止所有协程

挂起

//程序在下一帧中从当前位置继续执行yieldreturn0;//程序在下一帧中从当前位置继续执行yieldreturnnull;//程序等待N秒后从当前位置继续执行yieldreturn newWaitForSeconds(N);//在所有的渲染以及GUI程序执行完成后从当前位置继续执行yieldnewWaitForEndOfFrame();//所有脚本中的FixedUpdate()函数都被执行后从当前位置继续执行yieldnewWaitForFixedUpdate();//等待一个网络请求完成后从当前位置继续执行yieldreturnWWW;//等待一个xxx的协程执行完成后从当前位置继续执行yieldreturnStartCoroutine(xxx);//如果使用yield break语句,将会导致协程的执行条件不被满足,不会从当前的位置继续执行程序,而是直接从当前位置跳出函数体,回到函数的根部yieldbreak;

协程的执行原理

协程函数的返回值时IEnumerator,它是一个迭代器,可以把它当成执行一个序列的某个节点的指针。

它提供了两个重要的接口,分别是Current(返回当前指向的元素)和MoveNext()(将指针向后移动一个单位,如果移动成功,则返回true)。

yield关键词用来声明序列中的下一个值或者是一个无意义的值。

如果使用yield return x(x是指一个具体的对象或者数值)的话,

那么MoveNext返回为true并且Current被赋值为x,如果使用yield break使得MoveNext()返回为false。

如果MoveNext函数返回为true意味着协程的执行条件被满足,则能够从当前的位置继续往下执行。否则不能从当前位置继续往下执行。

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