Unity加载机制及内存管理

原文地址：

　　http://game.ceeger.com/forum/read.php?tid=4394

　　作者写的非常精彩~

 一

Unity里有两种动态加载机制
　　1，Resources.Load：从一个缺省打进程序包里的AssetBundle里加载资源
　　2，AssetBundle：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Unity后台替你自动完成了。
 

AssetBundle运行时加载:

　　1，来自文件：CreateFromFile(注意这种方法只能用于standalone程序）这是最快的加载方法

　　2，来自Memory：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。

 

　　WWW的assetBundle就是内部数据读取完后自动创建了一个assetBundle。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：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)

 

AssetBundle.LoadAsync：异步读取

AssetBundle.LoadAll：一次读取多个

 

AssetBundle的释放：

　　AssetBundle.Unload(flase)：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)：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。

Instantiate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。

Script Asset，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Instantiate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）

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，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。  

关于内存管理

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。

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，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.....；

WWW.AssetBundle：创建一个AssetBundle内存镜像，注意同一个assetBundle文件在没有Unload之前不能再次被加载使用。

 

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，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

 

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 = Instantiate(AssetBundle1.Load("MyPrefab");

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Instantiate一个Prefab的时候都会卡一下，因为在你第一次Instantiate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。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，Instantiate时才加载。

 

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 

 

 二

 

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    yield return new WaitForSeconds(wait);    GameObject ba = asset.Load("SpherePrefab") as  GameObject;//加载Prefab    yield return new WaitForSeconds(wait);    GameObject obj1 = Instantiate(ba) as GameObject;//生成实例    yield return new WaitForSeconds(wait);    Destroy(obj1);//销毁实例    yield return new WaitForSeconds(wait);    asset.Unload(false);//卸载Assetbundle    yield return new WaitForSeconds(wait);    Resources.UnloadUnusedAssets();//卸载无用资源    yield return new WaitForSeconds(wait);    ba = null;//将prefab引用置为空以后卸无用载资源   Resources.UnloadUnusedAssets();   yield return new WaitForSeconds(wait);   tt = null;//将texture引用置为空以后卸载无用资源   Resources.UnloadUnusedAssets();}

 

这是测试结果的内存Profile曲线图

很经典的对称造型，用多少释放多少。

这是各阶段的内存和其他数据变化

说明:
1        初始状态
2        载入AssetBundle文件后，内存多了文件镜像，用量上升，Total Object和Assets增加1（AssetBundle也是object)
3        载入Texture后，内存继续上升，因为多了Texture Asset,Total Objects和Assets增加1
4        载入Prefab后，内存无明显变化，因为最占内存的Texture已经加载，Materials上升是因为多了Prefab的材质，Total Objects和Assets增加6，因为 Perfab 包含很多 Components
5        实例化Prefab以后，显存的Texture Memory、GameObjectTotal、Objects in Scene上升，都是因为实例化了一个可视的对象
6        销毁实例后，上一步的变化还原，很好理解
7        卸载AssetBundle文件后，AssetBundle文件镜像占用的内存被释放，相应的Assets和Total Objects Count也减1
8        直接Resources.UnloadUnusedAssets,没有任何变化，因为所有Assets引用并没有清空
9        把Prefab引用变量设为null以后，整个Prefab除了Texture外都没有任何引用了，所以被UnloadUnusedAssets销毁,Assets和Total Objects Count减6
10        再把Texture的引用变量设为null,之后也被UnloadUnusedAssets销毁，内存被释放，assets和Total Objects Count减1，基本还原到初始状态

从中也可以看出：
Texture加载以后是到内存，显示的时候才进入显存的Texture Memory。
所有的东西基础都是Object
Load的是Asset,Instantiate的是GameObject和Object in Scene
Load的Asset要Unload,new的或者Instantiate的object可以Destroy