Unity3D移动平台内存优化

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-08-25 09:15 257阅读 0赞

最近网友通过网站搜索Unity3D在手机及其他平台下占用内存太大. 这里写下关于Unity3D对于内存的管理与优化.

Unity3D 里有两种动态加载机制：一个是Resources.Load，另外一个通过AssetBundle,其实两者区别不大。 Resources.Load就是从一个缺省打进程序包里的AssetBundle里加载资源，而一般AssetBundle文件需要你自己创建，运行时 动态加载，可以指定路径和来源的。

其实场景里所有静态的对象也有这么一个加载过程，只是Unity3D后台替你自动完成了。

详细说一下细节概念：  
AssetBundle运行时加载:  
来自文件就用CreateFromFile(注意这种方法只能用于standalone程序）这是最快的加载方法  
也可以来自Memory,用CreateFromMemory(byte\[\]),这个byte\[\]可以来自文件读取的缓冲，www的下载或者其他可能的方式。  
其实WWW的assetBundle就是内部数据读取完后自动创建了一个assetBundle而已  
Create完以后，等于把硬盘或者网络的一个文件读到内存一个区域，这时候只是个AssetBundle内存镜像数据块，还没有Assets的概念。  
Assets加载:  
用AssetBundle.Load(同Resources.Load) 这才会从AssetBundle的内存镜像里读取并创建一个Asset对象，创建Asset对象同时也会分配相应内存用于存放(反序列化)  
异步读取用AssetBundle.LoadAsync  
也可以一次读取多个用AssetBundle.LoadAll  
AssetBundle的释放：  
AssetBundle.Unload(flase)是释放AssetBundle文件的内存镜像，不包含Load创建的Asset内存对象。  
AssetBundle.Unload(true)是释放那个AssetBundle文件内存镜像和并销毁所有用Load创建的Asset内存对象。

一个Prefab从assetBundle里Load出来 里面可能包括：Gameobject transform mesh texture material shader script和各种其他Assets。  
你 Instaniate一个Prefab，是一个对Assets进行Clone(复制)+引用结合的过程，GameObject transform 是Clone是新生成的。其他mesh / texture / material / shader 等，这其中些是纯引用的关系的，包括：Texture和TerrainData，还有引用和复制同时存在的，包括：Mesh/material /PhysicMaterial。引用的Asset对象不会被复制，只是一个简单的指针指向已经Load的Asset对象。这种含糊的引用加克隆的混合， 大概是搞糊涂大多数人的主要原因。  
专门要提一下的是一个特殊的东西：Script Asset，看起来很奇怪，Unity里每个Script都是一个封闭的Class定义而已,并没有写调用代码，光Class的定义脚本是不会工作的。其 实Unity引擎就是那个调用代码，Clone一个script asset等于new一个class实例，实例才会完成工作。把他挂到Unity主线程的调用链里去，Class实例里的OnUpdate OnStart等才会被执行。多个物体挂同一个脚本，其实就是在多个物体上挂了那个脚本类的多个实例而已，这样就好理解了。在new class这个过程中，数据区是复制的，代码区是共享的，算是一种特殊的复制+引用关系。  
你可以再Instaniate一个同样的Prefab,还是这套mesh/texture/material/shader...，这时候会有新的GameObject等，但是不会创建新的引用对象比如Texture.  
所以你Load出来的Assets其实就是个数据源，用于生成新对象或者被引用，生成的过程可能是复制（clone)也可能是引用（指针）  
当你Destroy一个实例时，只是释放那些Clone对象，并不会释放引用对象和Clone的数据源对象，Destroy并不知道是否还有别的object在引用那些对象。  
等到没有任何 游戏场景物体在用这些Assets以后，这些assets就成了没有引用的游离数据块了，是UnusedAssets了，这时候就可以通过 Resources.UnloadUnusedAssets来释放,Destroy不能完成这个任 务，AssetBundle.Unload(false)也不行，AssetBundle.Unload(true)可以但不安全，除非你很清楚没有任何 对象在用这些Assets了。  
配个图加深理解：

[![15162026-0158e692a60c4c849d482be37465ff58][]][15162026-0158e692a60c4c849d482be37465ff58 1]

Unity3D占用内存太大怎么解决呢?

虽然都叫Asset，但复制的和引用的是不一样的，这点被Unity的暗黑技术细节掩盖了，需要自己去理解。

关于内存管理  
按照传统的编程思维，最好的方法是：自己维护所有对象，用一个Queue来保存所有object,不用时该Destory的，该Unload的自己处理。  
但这样在C\# .net框架底下有点没必要，而且很麻烦。  
稳妥起见你可以这样管理

创建时：  
先建立一个AssetBundle,无论是从www还是文件还是memory  
用AssetBundle.load加载需要的asset  
加载完后立即AssetBundle.Unload(false),释放AssetBundle文件本身的内存镜像，但不销毁加载的Asset对象。（这样你不用保存AssetBundle的引用并且可以立即释放一部分内存）  
释放时：  
如果有Instantiate的对象，用Destroy进行销毁  
在合适的地方调用Resources.UnloadUnusedAssets,释放已经没有引用的Asset.  
如果需要立即释放内存加上GC.Collect()，否则内存未必会立即被释放，有时候可能导致内存占用过多而引发异常。  
这样可以保证内存始终被及时释放，占用量最少。也不需要对每个加载的对象进行引用。

当然这并不是唯一的方法，只要遵循加载和释放的原理，任何做法都是可以的。

系统在加载新场景时，所有的内存对象都会被自动销毁，包括你用AssetBundle.Load加载的对象和Instaniate克隆的。但是不包括AssetBundle文件自身的内存镜像，那个必须要用Unload来释放，用.net的术语，这种数据缓存是非托管的。

总结一下各种加载和初始化的用法:  
AssetBundle.CreateFrom.....：创建一个AssetBundle内存镜像，注意同一个assetBundle文件在没有Unload之前不能再次被使用  
WWW.AssetBundle：同上，当然要先new一个再 yield return 然后才能使用  
AssetBundle.Load(name)： 从AssetBundle读取一个指定名称的Asset并生成Asset内存对象，如果多次Load同名对象，除第一次外都只会返回已经生成的Asset 对象，也就是说多次Load一个Asset并不会生成多个副本（singleton）。  
Resources.Load(path&name)：同上,只是从默认的位置加载。  
Instantiate（object)：Clone 一个object的完整结构，包括其所有Component和子物体（详见官方文档）,浅Copy，并不复制所有引用类型。有个特别用法，虽然很少这样 用，其实可以用Instantiate来完整的拷贝一个引用类型的Asset,比如Texture等，要拷贝的Texture必须类型设置为 Read/Write able。

总结一下各种释放  
Destroy: 主要用于销毁克隆对象，也可以用于场景内的静态物体，不会自动释放该对象的所有引用。虽然也可以用于Asset,但是概念不一样要小心，如果用于销毁从文 件加载的Asset对象会销毁相应的资源文件！但是如果销毁的Asset是Copy的或者用脚本动态生成的，只会销毁内存对象。  
AssetBundle.Unload(false):释放AssetBundle文件内存镜像  
AssetBundle.Unload(true):释放AssetBundle文件内存镜像同时销毁所有已经Load的Assets内存对象  
Reources.UnloadAsset(Object):显式的释放已加载的Asset对象，只能卸载磁盘文件加载的Asset对象  
Resources.UnloadUnusedAssets:用于释放所有没有引用的Asset对象  
GC.Collect()强制垃圾收集器立即释放内存 Unity的GC功能不算好，没把握的时候就强制调用一下

在3.5.2之前好像Unity不能显式的释放Asset

举两个例子帮助理解  
例子1：  
一个常见的错误：你从某个AssetBundle里Load了一个prefab并克隆之：obj = Instaniate(AssetBundle1.Load('MyPrefab”);  
这个prefab比如是个npc  
然后你不需要他的时候你用了：Destroy(obj);你以为就释放干净了  
其实这时候只是释放了Clone对象，通过Load加载的所有引用、非引用Assets对象全都静静静的躺在内存里。  
这种情况应该在Destroy以后用：AssetBundle1.Unload(true)，彻底释放干净。  
如果这个AssetBundle1是要反复读取的 不方便Unload，那可以在Destroy以后用：Resources.UnloadUnusedAssets()把所有和这个npc有关的Asset都销毁。  
当然如果这个NPC也是要频繁创建 销毁的 那就应该让那些Assets呆在内存里以加速游戏体验。  
由此可以解释另一个之前有人提过的话题：为什么第一次Instaniate 一个Prefab的时候都会卡一下，因为在你第一次Instaniate之前，相应的Asset对象还没有被创建，要加载系统内置的 AssetBundle并创建Assets,第一次以后你虽然Destroy了，但Prefab的Assets对象都还在内存里，所以就很快了。

顺便提一下几种加载方式的区别:  
其实存在3种加载方式：  
一是静态引用，建一个public的变量，在Inspector里把prefab拉上去，用的时候instantiate  
二是Resource.Load，Load以后instantiate  
三是AssetBundle.Load,Load以后instantiate  
三种方式有细 节差异，前两种方式，引用对象texture是在instantiate时加载，而assetBundle.Load会把perfab的全部assets 都加载，instantiate时只是生成Clone。所以前两种方式，除非你提前加载相关引用对象，否则第一次instantiate时会包含加载引用 assets的操作，导致第一次加载的lag。

例子2：  
从磁盘读取一个1.unity3d文件到内存并建立一个AssetBundle1对象  
AssetBundle AssetBundle1 = AssetBundle.CreateFromFile("1.unity3d");  
从AssetBundle1里读取并创建一个Texture Asset,把obj1的主贴图指向它  
obj1.renderer.material.mainTexture = AssetBundle1.Load("wall") as Texture;  
把obj2的主贴图也指向同一个Texture Asset  
obj2.renderer.material.mainTexture =obj1.renderer.material.mainTexture;  
Texture是引用对象，永远不会有自动复制的情况出现(除非你真需要，用代码自己实现copy)，只会是创建和添加引用  
如果继续：  
AssetBundle1.Unload(true) 那obj1和obj2都变成黑的了，因为指向的Texture Asset没了  
如果：  
AssetBundle1.Unload(false) 那obj1和obj2不变，只是AssetBundle1的内存镜像释放了  
继续：  
Destroy(obj1),//obj1被释放，但并不会释放刚才Load的Texture  
如果这时候：  
Resources.UnloadUnusedAssets();  
不会有任何内存释放 因为Texture asset还被obj2用着  
如果  
Destroy(obj2)  
obj2被释放，但也不会释放刚才Load的Texture  
继续  
Resources.UnloadUnusedAssets();  
这时候刚才load的Texture Asset释放了，因为没有任何引用了  
最后CG.Collect();  
强制立即释放内存  
由此可以引申出论坛里另一个被提了几次的问题，如何加载一堆大图片轮流显示又不爆掉  
不考虑AssetBundle，直接用www读图片文件的话等于是直接创建了一个Texture Asset  
假设文件保存在一个List里  
TLlist<string> fileList;  
int n=0;  
IEnumerator OnClick()  
\{  
WWW image = new www(fileList\[n++\])；  
yield return image;  
obj.mainTexture = image.texture;

n = (n>=fileList.Length-1)?0:n;  
Resources.UnloadUnusedAssets();  
\}  
这样可以保证内存里始终只有一个巨型Texture Asset资源，也不用代码追踪上一个加载的Texture Asset,但是速度比较慢  
或者：  
IEnumerator OnClick()  
\{  
WWW image = new www(fileList\[n++\])；  
yield return image;  
Texture tex = obj.mainTexture;  
obj.mainTexture = image.texture;

n = (n>=fileList.Length-1)?0:n;  
Resources.UnloadAsset(tex);  
\}  
这样卸载比较快

Hog的评论引用：

感觉这是Unity内存管理暗黑和混乱的地方，特别是牵扯到Texture  
我最近也一直在测试这些用AssetBundle加载的asset一样可以用Resources.UnloadUnusedAssets卸载，但必须先AssetBundle.Unload,才会被识别为无用的asset。比较保险的做法是  
创建时：  
先建立一个AssetBundle,无论是从www还是文件还是memory  
用AssetBundle.load加载需要的asset  
用完后立即AssetBundle.Unload(false),关闭AssetBundle但不摧毁创建的对象和引用  
销毁时：  
对Instantiate的对象进行Destroy  
在合适的地方调用Resources.UnloadUnusedAssets,释放已经没有引用的Asset.  
如果需要立即释放加上GC.Collect()  
这样可以保证内存始终被及时释放  
只要你Unload过的AssetBundle,那些创建的对象和引用都会在LoadLevel时被自动释放。

全面理解Unity加载和内存管理机制之二：进一步深入和细节  
Unity几种动态加载Prefab方式的差异:  
其实存在3种加载prefab的方式：  
一是静态引用，建一个public的变量，在Inspector里把prefab拉上去，用的时候instantiate  
二是Resource.Load，Load以后instantiate  
三是AssetBundle.Load,Load以后instantiate  
三种方式有细节差异，前两种方式，引用对象texture是在instantiate时加载，而assetBundle.Load会把perfab的全部 assets都加载，instantiate时只是生成Clone。所以前两种方式，除非你提前加载相关引用对象，否则第一次instantiate时会 包含加载引用类assets的操作，导致第一次加载的lag。官方论坛有人说Resources.Load和静态引用是会把所有资源都预先加载的，反复测试的结果，静态引用和Resources.Load也是OnDemand的，用到时才会加载。

几种AssetBundle创建方式的差异:  
CreateFromFile:这种方式不会把整个硬盘AssetBundle文件都加载到 内存来，而是类似建立一个文件操作句柄和缓冲区，需要时才实时Load，所以这种加载方式是最节省资源的，基本上AssetBundle本身不占什么内 存，只需要Asset对象的内存。可惜只能在PC/Mac Standalone程序中使用。  
CreateFromMemory和www.assetBundle:这两种方式AssetBundle文件会整个镜像于内存中，理论上文件多大就需要多大的内存，之后Load时还要占用额外内存去生成Asset对象。

什么时候才是UnusedAssets?  
看一个例子：  
Object obj = Resources.Load("MyPrefab");  
GameObject instance = Instantiate(obj) as GameObject;  
.........  
Destroy(instance);  
创建随后销毁了一个Prefab实例，这时候 MyPrefab已经没有被实际的物体引用了，但如果这时：  
Resources.UnloadUnusedAssets();  
内存并没有被释放，原因：MyPrefab还被这个变量obj所引用  
这时候：  
obj = null;  
Resources.UnloadUnusedAssets();  
这样才能真正释放Assets对象  
所以：UnusedAssets不但要没有被实际物体引用，也要没有被生命周期内的变量所引用，才可以理解为 Unused(引用计数为0)  
所以所以：如果你用个全局变量保存你Load的Assets，又没有显式的设为null，那 在这个变量失效前你无论如何UnloadUnusedAssets也释放不了那些Assets的。如果你这些Assets又不是从磁盘加载的，那除了 UnloadUnusedAssets或者加载新场景以外没有其他方式可以卸载之。

一个复杂的例子，代码很丑陋实际也不可能这样做，只是为了加深理解

IEnumerator OnClick()

Resources.UnloadUnusedAssets();//清干净以免影响测试效果

yield return new WaitForSeconds(3);

float wait = 0.5f;

//用www读取一个assetBundle,里面是一个Unity基本球体和带一张大贴图的材质，是一个Prefab

WWW aa = new WWW(@"file://SpherePrefab.unity3d");

yield return aa;

AssetBundle asset = aa.assetBundle;

yield return new WaitForSeconds(wait);//每步都等待0.5s以便于分析结果

Texture tt = asset.Load("BallTexture") as Texture;//加载贴图