AssetBundle详解

不念不忘少年蓝@ 2023-09-28 21:26 28阅读 0赞

## 1.什么是AssetBundle ##

AssetBundle可以理解为一种**包文件**，它可以将特定平台的**非代码资源**（模型、纹理、预制体、音频等）包含在内，并在运行时由Unity加载。通过AssetBundle技术，可以在游戏中实现资源的热更新。通过热更新，一方面可以避免每次更新资源都需要用户重新下载整个游戏，另一方面也可以减小游戏安装包的大小，将资源文件延迟到更新时下载。另外，开发者还可以根据实际情况，选择内置的压缩算法来压缩AssetBundle，从而提高网络传输效率。

### AssetBundle的组成 ###

首先要明确一点，AssetBundle是一种容器，一个容器中可以包含其他文件。这些包含的文件一般分为两种：

*  **一个**序列化文件。如模型、预制体等被拆解为一个个单独的对象，然后统一写入到一个文件中。
 *  资源文件。如图片、音频等二进制资源被单独存放，以便快速加载。

## 2.如何使用AssetBundle ##

### 构建AssetBundle ###

首先我们在场景中创建一个Cube，并将其添加为预制体。此时在预制体的Inspector面板中就可以看到AssetBundle的选项

![8e6313ddcca75590f96292cfef008993.png][]

点击这个下拉菜单就可以为其新建一个AssetBundle名称。注意这个名称是支持目录形式的，比如`prefab/cube`，它表示的是在prefab文件夹下创建名为cube的AssetBundle。如果两个不同的资源选择了同一个AssetBundle名称，则这两个资源会被一同打包到该AssetBundle包中。

![85e2d6ca8aebe5a53eef498f105b80e3.png][]

另外，左侧的下拉菜单可以为AssetBundle自定义一个文件后缀，上图的AssetBundle构建出来后会以`.ab`结尾。（这里吐槽一句，一旦名称命名错了，只能将当前AssetBundle名称置空，然后选择`Remove Unused Names`才能删除，十分反人类！）

为AssetBundle分配好了资源，就可以进行构建了。不过Unity似乎并未内置Build的快捷选项，因此我们需要自己动手。代码也很简单，就是使用`BuildPipeline`提供的`BuildAssetBundles`API。代码如下：

[MenuItem("Framework/AssetBundleHelper/Build", false, 1)]
    private static void BuildAssetBundle()
    {
        
    	string path = "Assets/AssetBundles";
    	if (!Directory.Exists(path))
    	{
        
    		Directory.CreateDirectory(path);
    	}
    
    	BuildPipeline.BuildAssetBundles(path, BuildAssetBundleOptions.None, BuildTarget.StandaloneWindows64);
    	AssetDatabase.Refresh();
    }

`AssetDatabase.Refresh`的作用是刷新工程目录的缓存，让新增的文件立刻显示在project面板中。

经过一次构建，我们就会发现在设定的目录下生成了几个文件：

![18a392ebd5e2b30aa3110381fc8fcb56.png][]

很显然，这些文件是成对出现的，一种是不带任何后缀（包括自己定义后缀）的文件，另一种是`.manifest`文件。其中`cube.ab`文件是我们构建出来的AssetBundle本体，`cube.ab.manifest`是这个AssetBundle对应的清单文件。除此之外，还生成了一个与根目录同名的AssetBundle文件及其`.manifest`文件。这些文件具体的作用，在后面会讲到。

### 加载并使用AssetBundle ###

在AssetBundle构建完成后，我们就可以在运行时通过代码获取到对应的资源。这一步的核心API是`AssetBundle.LoadFromFile`和`AssetBundle.LoadAsset`。其用法如下：

private static void LoadAssetBundle()
    {
        
    	string path = "Assets/AssetBundles";
    	AssetBundle assetBundle = AssetBundle.LoadFromFile(path + "/prefab/cube.ab");
    	if (assetBundle is null)
    	{
        
    		Debug.Log("指定AssetBundle不存在");
    		return;
    	}
    	GameObject cube = assetBundle.LoadAsset<GameObject>("Cube");
    	Instantiate(cube);
    }

上面用到的这两个API也有对应的异步加载方式，后面会详细说明。

## 3.AssetBundle分组策略 ##

还记得在打包之前，不同的资源可以选择相同的AssetBundle名称吗？这其实就是AssetBundle的分组。我们可以按照某种策略，将符合条件的一组资源分配进同一个AssetBundle。下面列举几个常见的分组策略：

*  逻辑实体分组
    
     *  一个UI界面或所有UI界面一个包（贴图、布局信息）
     *  一个角色或所有角色一个包（模型、动画）
     *  场景之间共享的资源一个包
 *  类型分组
    
     *  所有音频资源一个包
     *  所有模型资源一个包
     *  所有材质资源一个包
 *  并发内容分组
    
     *  同一时间内需要用到的资源一个包
     *  一个关卡所需的资源一个包
     *  一个场景所需的资源一个包

分组策略需要根据具体的项目来定制，但分组的核心逻辑都是尽可能的减少资源更新时所需的代价。举个栗子，假如将需要频繁更新的资源A与不需要频繁更新的资源B打包在一起，那么每次A资源更新，就需要下载AB组成的整个包，而B又不需要更新，也就是说每次下载都会有一部分数据是毫无必要的。Unity的官方文档中给出了一些建议可供参考：

*  将频繁更新的资源与较少更新的资源拆分到不同的AssetBundle
 *  将可能同时加载的对象分到一组。例如模型及其纹理和动画
 *  将其他包共享的资源放到一个单独的包中。
 *  如果不可能同时加载两组对象（例如标清资源和高清资源），请确保它们位于各自的 AssetBundle 中。
 *  如果一个 AssetBundle 中只有不到 50% 的资源经常同时加载，请考虑拆分该AssetBundle
 *  考虑将多个小型的（少于 5 到 10 个资源）但经常同时加载内容的 AssetBundle 组合在一起
 *  如果一组对象只是同一对象的不同版本，可以考虑通过后缀加以区分

### 依赖打包 ###

上面提到了将其他包共享的资源放到一个单独的包中，我们可以通过一个具体的实例来验证为什么要这样做。

首先创建两个游戏物体，让他们依赖同一个材质，然后制成预制体

![18baae5504caafce813cd27f1b7a5aa9.png][]

将这两个预制体打包进不同的AssetBundle

![e06ca5eaa818242423ce3be3cdc7eacb.png][]

打包后的结果如下，可以看到两个包加起来大概有1M的大小

![05652bf2ac40b1f306899bacc13ead3b.png][]

那么如果将这两个预制体依赖的材质资源单独打一个包，结果又会如何呢？

![f7c6c78824f09d946d65f48cdce13970.png][]

打包的结果如下

![813a5829aedc0d2e59c9d469067c3d80.png][]

可以看到，三者的总体积要比之前小了很多。这是因为Unity在默认情况下，不会对依赖资源打包策略进行优化。Cube依赖了Material，那么cube包中也会包含Material；如果另外有一个Sphere也依赖了Material，那么sphere包中同样会包含Material。如果将Material单独包含进一个AssetBundle，在打包时，Unity就会识别出包之间的依赖，从而避免将依赖项一同打入包中。

但这样做也会存在风险。将材质提取到单个AssetBundle后，如果只使用预制体实例化游戏物体，就会出现材质丢失的情况

![28ef588830d78e4245c1dc6372407fff.png][]

解决方案是**在使用依赖资源之前**，先加载依项的AssetBundle。（其实在cube实例化后再加载依赖包，其材质也会成功加载，只不过在依赖包加载完成之前，cube还是材质丢失的状态）

private static void LoadDependencyAssetBundle()
    {
        
    	string path = "Assets/AssetBundles";
    	AssetBundle cubeAb = AssetBundle.LoadFromFile(path + "/cube");
    	AssetBundle materialAb = AssetBundle.LoadFromFile(path + "/material");
    
    	if (cubeAb is null)
    	{
        
    		Debug.Log("指定AssetBundle不存在");
    		return;
    	}
    	GameObject cube = cubeAb.LoadAsset<GameObject>("Cube");
    	Instantiate(cube);
    }

加载正常

![35e223e893da3b6a8e6e0205abd1d434.png][]

## 4.AssetBundle压缩 ##

在Build AssetBundle的代码中，有一个BuildAssetBundleOptions的枚举类型参数，它主要控制的是Build时的一些可选项，且支持逻辑运算。

BuildPipeline.BuildAssetBundles(path, BuildAssetBundleOptions.None, BuildTarget.StandaloneWindows64);

这个枚举类型也列举出了Build时要采用的压缩算法：

*  `BuildAssetBundleOptions.None` 这是默认采用的压缩策略。使用LZMA压缩算法，压缩的包会比较小，但是加载时间会比较长，在使用前需要进行整体解压。一旦被解压，这些包就会重新采用LZ4算法重新进行压缩。LZ4是基于块的压缩算法，当Unity需要从LZ4压缩的包中访问资源时，只需要解压缩并读取包含所请求资源的字节块即可。优点是加载时间短，但相应的包的体积也会比较大。
 *  `BuildAssetBundleOptions.UncompressedAssetBundle`不进行压缩。包占用空间很大，但加载速度会很快。
 *  `BuildAssetBundleOptions.ChunkBasedCompression`使用LZ4进行压缩，包比较大，但加载速度也会比较快。

## 5.Manifest文件 ##

`.manifest`文件就是在打包时生成的清单文件，可以用文本编辑器打开。打开后会有如下所示的内容

ManifestFileVersion: 0
    CRC: 1610761843
    Hashes:
      AssetFileHash:
        serializedVersion: 2
        Hash: 521947ff3d4497aceb05856a22ce7e4c
      TypeTreeHash:
        serializedVersion: 2
        Hash: 4db82f4e618e4630b2fa8228e9c6d8d1
    HashAppended: 0
    ClassTypes:
    - Class: 1
      Script: {instanceID: 0}
    - Class: 4
      Script: {instanceID: 0}
    - Class: 21
      Script: {instanceID: 0}
    - Class: 23
      Script: {instanceID: 0}
    - Class: 33
      Script: {instanceID: 0}
    - Class: 43
      Script: {instanceID: 0}
    - Class: 65
      Script: {instanceID: 0}
    SerializeReferenceClassIdentifiers: []
    Assets:
    - Assets/01_AssetBundlePractice/AssetBundle/Cube.prefab
    Dependencies:
    - [工程路径]/Assets/AssetBundles/material

其中比较重要的是最下面的两个路径。Assets记录了这个AssetBundle包含了哪个资源，Dependencies记录了这个AssetBundle依赖于哪些其他的AssetBundle。除了每个AssetBundle对应的`.manifest`文件，在根目录中还有一个以跟文件夹命名的`.manifest`文件，它打开后会有如下所示内容

ManifestFileVersion: 0
    CRC: 3248957812
    AssetBundleManifest:
      AssetBundleInfos:
        Info_0:
          Name: cube
          Dependencies:
            Dependency_0: material
        Info_1:
          Name: sphere
          Dependencies:
            Dependency_0: material
        Info_2:
          Name: material
          Dependencies: {}

可以看到，它主要记录了所有AssetBundle包的名称及其依赖信息。这个清单文件可以帮助我们获取到任意一个AssetBundle的依赖项。要获取到Manifest只需要像一般的AssetBundle一样进行加载，然后载入其中的AssetBundleManifest即可（其实这种方式加载的是AssetBundle包中的manifest文件）

string path = "Assets/AssetBundles";
    AssetBundle assetBundle = AssetBundle.LoadFromFile(path + "/AssetBundles");
    AssetBundleManifest manifest = assetBundle.LoadAsset<AssetBundleManifest>("AssetBundleManifest");
    
    // 获取指定AssetBundle的所有依赖
    string[] cubeAllDependencies = manifest.GetAllDependencies("cube");
    // 获取指定AssetBundle的直接依赖
    string[] sphereDirectDependencies = manifest.GetDirectDependencies("sphere");
    // 获取所有AssetBundle
    string[] assetBundles = manifest.GetAllAssetBundles();

## 6.加载AssetBundle ##

加载AssetBundle有四种方式，分别是从本地文件加载、从流加载、从内存加载以及从远程服务器加载。它们分别对应如下几个API：

*  `AssetBundle.LoadFromFile`从本地加载
 *  `AssetBundle.LoadFromMemory`从内存中加载
 *  `AssetBundle.LoadFromStream`从流中加载
 *  `UnityWebRequestAssetBundle.GetAssetBundle`从远程服务器加载（也可以从本地加载）

### AssetBundle.LoadFromFile ###

这是加载AssetBundle最快的方法。如果AssetBundle未压缩或采用了数据块(LZ4)压缩方式，LoadFromFile 将直接从磁盘加载AssetBundle。使用此方法加载完全压缩 (LZMA) 的AssetBundle将首先解压缩AssetBundle，然后再将其加载到内存中。它的使用方法如下：

// 同步方式
    private static void LoadMethodSync()
    {
        
    	string path = "Assets/AssetBundles/cube";
    	AssetBundle assetBundle = AssetBundle.LoadFromFile(path);
    	GameObject cube = assetBundle.LoadAsset<GameObject>("Cube");
    	Instantiate(cube);
    }
    // 异步方式
    IEnumerator LoadMethodAsync()  
    {
          
        string path = "Assets/AssetBundles/cube";  
        AssetBundleCreateRequest request = AssetBundle.LoadFromFileAsync(path);  
        yield return request;  
        var cube = request.assetBundle.LoadAsset<GameObject>("Cube");  
        Instantiate(cube);  
    }

### AssetBundle.LoadFromMemory ###

该方法传入一个包含AssetBundle数据的字节数组。也可以根据需要传递CRC校验码。如果捆绑包采用的是LZMA压缩方式，将在加载时解压缩AssetBundle。LZ4 压缩包则会以压缩状态加载。当下载的是加密数据并需要从未加密的字节创建AssetBundle时会用到。它的使用方法如下：

// 同步方法
    private static void LoadMethodSync()  
    {
          
        string path = "Assets/AssetBundles/cube";  
        AssetBundle assetBundle = AssetBundle.LoadFromMemory(File.ReadAllBytes(path));  
        Instantiate(cube);  
    }
    // 异步方法
    IEnumerator LoadMethodAsync()  
    {
          
        string path = "Assets/AssetBundles/cube";  
        AssetBundleCreateRequest request = AssetBundle.LoadFromMemoryAsync(File.ReadAllBytes(path));  
        yield return request;  
        var cube = request.assetBundle.LoadAsset<GameObject>("Cube");  
        Instantiate(cube);  
    }

### AssetBundle.LoadFromStream ###

从托管Stream加载AssetBundle。如果是LZMA压缩，则将数据解压缩到内存。如果是未压缩或使用块压缩的捆绑包，则直接从Stream读取。需要注意的是，在加载AssetBundle或其中的资源时，不应该释放Stream资源，应该在AssetBundle.Unload之后再释放。相比于从内存加载，从流加载的优势是加载加密资源时，占用的内存较小。它的用法如下：

// 同步方法
    private static void LoadMethodSync()
    {
        
    	AssetBundle.UnloadAllAssetBundles(true);
    	string path = "Assets/AssetBundles/cube";
    	
    	FileStream stream = new FileStream(path, FileMode.Open,FileAccess.Read);
    	AssetBundle assetBundle = AssetBundle.LoadFromStream(stream);
    	GameObject cube = assetBundle.LoadAsset<GameObject>("Cube");
    	Instantiate(cube);
    	assetBundle.Unload(false);
    	stream.Close();
    }
    // 异步方法
    IEnumerator LoadMethodAsync()
    {
        
    	string path = "Assets/AssetBundles/cube";
    	FileStream stream = new FileStream(path, FileMode.Open,FileAccess.Read);
    	AssetBundleCreateRequest request = AssetBundle.LoadFromStreamAsync(stream);
    	yield return request;
    	var cube = request.assetBundle.LoadAsset<GameObject>("Cube");
    	Instantiate(cube);
    	request.assetBundle.Unload(false);
    	stream.Close();
    }

### UnityWebRequestAssetBundle.GetAssetBundle ###

该方法会创建经过优化的 UnityWebRequest，以通过 HTTP GET 下载AssetBundle。请求成功后，使用`DownloadHandlerAssetBundle`方法将数据流式传输到缓冲区并解压缩。与一次性下载所有数据相比，这种方式节省了很多内存。需要注意，如果使用`UnityWebRequestAssetBundle.GetAssetBundle`加载本地数据，需要在路径中加上`file://`前缀。其用法如下：

IEnumerator LoadMethodAsync()
    {
        
    	string path = @"[远程资源路径]";
    
    	UnityWebRequest request = UnityWebRequestAssetBundle.GetAssetBundle(path);
    	yield return request.SendWebRequest();
    	AssetBundle assetBundle = DownloadHandlerAssetBundle.GetContent(request);
    	GameObject cube = assetBundle.LoadAsset<GameObject>("Cube");
    	Instantiate(cube);
    
    }

## 7.从AssetBundle加载资源 ##

AssetBundle包加载完成后，就可以加载包中的资源。前面已经多次用到，这里只罗列出对应的API

string path = "Assets/AssetBundles/cube";
    AssetBundle assetBundle = AssetBundle.LoadFromFile(path);
    
    // 同步加载指定资源
    GameObject cube = assetBundle.LoadAsset<GameObject>("Cube");
    // 异步加载指定资源
    AssetBundleRequest request1 = assetBundle.LoadAssetAsync<GameObject>("Cube");
    // 同步加载所有资源
    UnityEngine.Object[] objs = assetBundle.LoadAllAssets();
    // 异步加载所有资源
    AssetBundleRequest request2 = assetBundle.LoadAllAssetsAsync();

## 8.AssetBundle卸载 ##

在AssetBundle的资源使用完成后，需要对其进行卸载，以释放其占用的内存空间。AssetBundle的卸载主要靠`AssetBundle.Unload`这个API实现。该方法需要传入一个bool类型的参数，如果传入的是true，则会卸载AssetBundle本身及从AssetBundle加载的全部资源。如果传入的是false，则会保留已经加载的资源。  
在大多数情况下都推荐使用`AssetBundle.Unload(true)`，因为如果传入false会造成如下问题（图片来自Unity官方文档）：

当参数为false时，会中断材质资源M与当前AssetBundle的联系  
![ffafb0f350cbd8b16f9f4458f59c2698.png][]

即便再次加载 AB 并且调用 AB.LoadAsset()，Unity也不会将现有 M 副本重新链接到新加载的材质  
![798b20c899b241088c85d8138264fafd.png][]

如果现在创建了一个预制体的实例并引用了材质M，也不会使用现有的M，而是会加载一个新的M副本  
![cdee1f756f87244b52a0c686dc1a335f.png][]

这样就导致了M在内存中存在两份，造成内存资源的浪费。因此在大多数情况下应该使用`AssetBundle.Unload(true)`来保证对象不会重复。两种常用的方式是：

*  在应用程序生命周期中具有明确定义的卸载AssetBundle的时间点，例如在关卡之间或在加载期间。
 *  维护单个对象的引用计数，仅当未使用所有组成对象时才卸载 AssetBundle。这允许应用程序卸载和重新加载单个对象，而无需复制内存。

如果不得不使用`AssetBundle.Unload(false)`，则只能用以下两种方式卸载单个对象：

*  在场景和代码中消除对不需要的对象的所有引用。完成此操作后，调用`Resources.UnloadUnusedAssets`。
 *  以非附加方式加载场景。这样会销毁当前场景中的所有对象并自动调用`Resources.UnloadUnusedAssets`。

## 8.AssetBundle浏览工具 ##

Unity官方提供了AssetBundle的浏览工具插件，但并没有默认集成，需要我们手动进行安装。安装方式如下：

*  在项目中打开 Unity Package Manager（菜单：Windows > Package Manager）。
 *  单击窗口左上角的 +（添加）按钮。
 *  选择 Add package from git URL…
 *  输入`https://github.com/Unity-Technologies/AssetBundles-Browser.git` 作为 URL
 *  单击 Add。

安装完成后，通过Window > AssetBundle Browser打开工具窗口。通过该工具可以查看项目中所有AssetBundle信息，也可以进行Build操作。操作比较简单，这里不再赘述。

![e613236e93f9b381f2609a55b0abb668.png][]  
![33ad0ac98ca15b132d4fec33fbd2274b.png][]

--------------------

参考文献：  
\[1\]Siki学院.AssetBundle（创建打包）入门学习(基于Unity2017)\[DB/OL\].https://www.sikiedu.com/my/course/74.  
\[2\]Unity官方手册\[DB/OL\].https://docs.unity3d.com/cn/current/Manual/AssetBundlesIntro.html.

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