【Unity3D 官方移动游戏优化指南】5.编程和代码架构

心已赠人 2022-09-05 11:27 152阅读 0赞

Unity PlayerLoop 包含与游戏引擎核心交互的函数。这种树状结构包括许多处理初始化和每帧更新的系统。所有脚本都将依赖该 PlayerLoop 来创建游戏玩法。

在进行性能分析时，可以看到项目的所有用户代码都位于 PlayerLoop 下（编辑器组件位于 EditorLoop 下）。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

自定义脚本、设置和图形会显著影响每一帧的计算和在屏幕上渲染的时间。

可以按照以下提示和技巧优化脚本。

了解Unity Playerloop

确保了解 Unity 的帧循环的[执行顺序][Link 1]。每个 Unity 脚本都将按预定顺序运行多个事件函数。您应该了解 Awake、Start、Update 及其他创建脚本生命周期的函数之间的区别。

有关事件函数的具体执行顺序，请参阅[脚本生命周期流程图][Link 1]。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

了解 PlayerLoop 和脚本的生命周期。

尽可能减少每帧运行的代码

考虑代码是否必须每一帧都运行。将不必要的逻辑移出 Update、 LateUpdate 和 FixedUpdate。可在这些事件函数中方便地放置必须每帧更新的代码，但应提取出任何不需要以这种频率更新的逻辑。尽可能只在情况发生改变时才执行逻辑。

如果确实 需要使用 Update，可以考虑每 n 帧运行一次代码。这是一种应用时间切片 （将繁重的工作负载分布到多个帧的常用技术）的方法。在下面的示例中，我们每三帧运行一次 ExampleExpensiveFunction：

private int interval = 3;
    
    void Update()
    
    ｛
    
        if (Time.frameCount % interval == 0)
    
        ｛
    
             ExampleExpensiveFunction();
    
         ｝
    
    ｝

避免在 Start/Awake 中处理复杂逻辑

加载第一个场景时，将为每个对象调用以下函数 ：

*  Awake
 *  OnEnable
 *  Start

在应用程序渲染其第一帧之前，避免在这些函数中处理代价高昂的逻辑。否则，可能会增加不必要的加载时间。

有关加载第一个场景的详细信息，请参阅[事件函数的执行顺序][Link 1]。

避免空Unity 事件

即使是空的 MonoBehaviour 也需要资源，因此应删除空的 Update 或 LateUpdate 方法。

如果使用这些方法进行测试，请使用预处理器指令 ：

#if UNITY_EDITOR
    
    void Update()
    {
    
    ｝
    
    #endif

这样，您可以在编辑器中随意使用 Update 进行测试，而不会在构建版本中遗留不必要的开销。

删除调试日志语句

日志语句（尤其是在 Update、LateUpdate 或 FixedUpdate 中）可能会降低性能。在进行构建之前，请禁用日志语句。

为了更轻松地执行该操作，可以考虑配合预处理指令创建一个[ ][Link 2][Conditional 属性][Link 2]。例如，创建如下所示的自定义类 ：

public static class Logging
    
    ｛
    
       [System.Diagnostics.Conditional(“ENABLE_LOG”)]
    
       static public void Log(object message)
    
       {
    
         UnityEngine.Debug.Log(message);
    
       ｝
    
    ｝

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

添加自定义预处理器指令可对脚本进行分区。

使用自定义类生成日志消息。如果在 Player Settings 中禁用 ENABLE\_LOG 预处理器，您的所有 Log 语句都会立即消失。

使用哈希值而不是字符串参数

Unity 不使用字符串名称对 Animator、Material 和 Shader 属性进行内部寻址。为了加快速度，所有属性名称都经过哈希处理为属性 ID，实际上是这些 ID 用于寻址属性。

每当在 Animator、Material 或 Shader 上使用 Set 或 Get 方法时，请使用整数值方法而非字符串值方法。字符串方法只执行字符串哈希处理，然后将经过哈希处理的 ID 转发给整数值方法。

对于 Animator 属性名称，使用[ ][Link 3][Animator.StringToHash][]，对于 Material 和 Shader 属性名称，使用 [Shader.PropertyToID][]。

选择正确的数据结构

随着每一帧迭代成千上万次，所选择的数据结构可能存在累积效应会导致高效或低效。是否使用 List、Array 或 Dictionary 来处理集合会更合理？在 C\# 中，请以[ ][Link 4][MSDN 数据结构指南][MSDN]作为常规指南来选择正确的数据结构。

避免在运行时添加组件

在运行时调用 AddComponent 需要一些开销。每当在运行时添加组件时，Unity 都必须检查是否有重复项或是否需要其他组件。

对设置好所需组建的[预制件进行实例化][Link 5]，通常性能表现更优异。

缓存游戏对象和组件

GameObject.Find、GameObject.GetComponent 和 Camera.main（ 在 2020.2之前的版本中）可能开销较大，应避免在 Update 方法中调用它们。而应在 Start 中调用它们，并且缓存相应结果。

例如，下面演示低效使用重复的 GetComponent 调用 ：

void Update()
    
    ｛
    
       Renderer myRenderer = GetComponent<Renderer>();
    
       ExampleFunction(myRenderer);
    
    ｝

如果函数结果已缓存，就可以仅调用 GetComponent 一次。缓存的结果可以在 Update 中重用，无需再调用 GetComponent。

private Renderer myRenderer; void Start() 
    { 
       myRenderer = GetComponent<Renderer>();
    ｝ 
    
    
    void Update() 
    {
       ExampleFunction(myRenderer);
    ｝

使用对象池

Instantiate 和 Destroy 可能生成垃圾和垃圾收集 (GC) 尖峰，通常是一个缓慢的过程。请不要频繁初始化和销毁游戏对象（例如，从枪射出子弹），而应使用预分配的对象[池][Link 6]，这样可以重用和回收。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

在本示例中，ObjectPool 创建 20 个 PlayerLaser 实例以供重用。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

PlayerLaser 对象的池处于不活动状态，已准备好可以发射。

在 CPU 尖峰不那么明显的时候，在游戏中某个点（如在菜单屏幕出现时）创建可重用的实例。通过集合跟踪对象“池”。在游戏过程中，只是在需要时启用下一个可用实例，禁用对象而不是销毁对象，然后将其返回池。

这样可减少项目中托管分配的数量，可以防止垃圾收集问题。

[在此][Link 7]了解如何在 Unity 中创建简单对象池系统。

使用ScriptableObject

在 ScriptableObject 中而不是 MonoBehaviour 中存储不变的值或设置。ScriptableObject 这种资源只需设置一次就可以在项目中一直使用。它不能直接附加到游戏对象。

在 ScriptableObject 中创建字段来存储值或设置，然后在 Monobehaviour 中引用该 ScriptableObject。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

在此示例中，名为 Inventory 的 ScriptableObject 为各种游戏对象保存设置。

使用 ScriptableObject 的这些字段可以防止每次使用该 Monobehaviour 实例化对象时出现不必要的数据重复。

观看此 [ScriptableObject 简介][ScriptableObject]教程了解 ScriptableObject 可以如何帮助项目开发。也可以[在此][Link 8]查找文档

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[Link 1]: https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/ExecutionOrder.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220829/bbc3c83c77d94480ba3bc7e0305cc612.png
[Link 2]: https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.diagnostics.conditionalattribute?view=net-5.0
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220829/0ffdc27c30e745c993a72602b3a57f68.png
[Link 3]: https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Animator.StringToHash.html?utm_source=demand-gen&utm_medium=pdf&utm_campaign=asset-links-gmg-choose-unity-for-mobile&utm_content=optimize-mobile-game-performance-ebook
[Animator.StringToHash]: https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Animator.StringToHash.html
[Shader.PropertyToID]: https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Shader.PropertyToID.html
[Link 4]: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/7y3x785f
[MSDN]: https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/collections/?redirectedfrom=MSDN
[Link 5]: https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/Prefabs.html
[Link 6]: https://en.wikipedia.org/wiki/Object_pool_pattern
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220829/587a4ddbb3134d2b95dc0255a8a1c5d9.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20220829/48ebebb5d8b843588a63255c1aba0d41.png
[Link 7]: https://docs.unity3d.com/Manual/ProfilerWindow.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0thaXRpcmVu_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20220829/4acdfa3ce746481b9f10a0e5c2efa281.png
[ScriptableObject]: https://www.bilibili.com/video/BV1Ni4y1E75u
[Link 8]: https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/class-ScriptableObject.html