【Unity3D插件】UniRx（基于Unity的响应式编程框架）插件学习

一、介绍UniRx插件

UniRx是一种基于Unity3D的响应式编程框架。

UniRx就是Unity版本的Rx响应式扩展，响应式就是观察者和定时器，扩展指的是LINQ的操作符。Rx响应式扩展的特点就是擅长处理时间上的异步的逻辑。用Rx响应式扩展的方式编程可以很好地组织大量异步与并行处理。

UniRx重写了.Net的响应式扩展，主要作用是解决时间上异步的逻辑，让异步逻辑变得更加简洁和优雅。

Unity3D通常是单线程，但是UniRx可以让多线程更容易。

UniRx可以简化 UGUI 的编程，所有的UI事件可以转化为UniRx 的事件流。

UniRx支持的平台有PC/Mac/Android/iOS/WebGL/WindowsStore等平台和库。

二、为什么使用UniRx插件

在项目中的一些逻辑操作需要做异步时间处理，比如说动画播放、网络请求、资源加载、场景过渡等等，这种情况通常要使用协程，也就是WWW和Coroutine，但是使用协程来做异步通常不是一个很好的选择，因为：

• 协程不能返回值，它的返回类型必须是IEnumerator
• 协程不能处理异常，因为yield return 语句没有办法try-catch
• 会导致使用大量的回调来处理逻辑
• 使用协程会导致程序的耦合性高，造成协程中的逻辑过于复杂

UniRx就是为了解决这些问题来的，那么它有哪些优点呢：

• UniRx的使用方式介于回调和事件之间，有事件的概念，也使用了回调，回调是在事件经过组织之后，只需要调用一次进行事件的处理。
• UniRx促进了多线程的操作，提供了UGUI的UI编程，UI事件可以转化为UniRx的事件流。
• Unity3D在2017版本后支持了C#中的astnc/await，UniRx也为Unity提供了更轻量、强大的astnc/await集成。

三、UniRx插件下载

源码地址：
https://github.com/neuecc/UniRx

Unity Asset Store 地址(免费)：
http://u3d.as/content/neuecc/uni-rx-reactive-extensions-for-unity/7tT

插件下载地址：
https://github.com/neuecc/UniRx/releases

UniRx中的astnc/await集成
https://github.com/Cysharp/UniTask

四、怎么使用UniRx插件

4-1、快速入门

将插件导入到项目中：

 新建脚本UniRxTest.cs编辑代码，实现一个双击检测Demo

using System;
using UniRx;
using UnityEngine;public class UniRxTest : MonoBehaviour
{void Start(){
    // Observable.EveryUpdate调用协程的yield return null。
    // 它位于Update之后，LateUpdate之前。
    // Where等待操作的事件（当前事件是左键单击）
    var doubleClick = Observable.EveryUpdate().Where(value => Input.GetMouseButtonDown(0));
    // Buffer 添加一个事件// Throttle 响应的最大间隔
    // TimeSpan.FromMilliseconds(250) 设置为250毫秒
    // Where 等待操作的事件（当前事件是左键单击）
    // Subscribe 绑定委托
    doubleClick.Buffer(doubleClick.Throttle(TimeSpan.FromMilliseconds(250)))
    .Where(value => value.Count >= 2)
    .Subscribe(value => Debug.Log("双击！ 点击次数：" + value.Count));}
}

这个Demo使用了5行代码就演示了以下功能：

• Update作为事件流
• 组合事件流
• 合并自身流
• 方便处理基于时间的操作

4-2、定时功能（与协程对比）

在平时项目开发中，可能会遇到需要经过一段时间出发某些逻辑的操作，可以用协程这么写：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UnityEngine;public class UniRxTest : MonoBehaviour
{
    void Start(){
    // 每5秒调用一次函数StartCoroutine(Timer(5, DoSomething));}
    // 定时器
    IEnumerator Timer(float seconds, Action callback)
    {
        yield return new WaitForSeconds(seconds);callback();
    }
    // 调用函数
    void DoSomething()
    {
        Debug.Log("TODO");
    }
}

那么用UniRx怎么写呢：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UnityEngine;public class UniRxTest : MonoBehaviour
{
    void Start(){
        // 每5秒调用一次函数
        Observable.Timer(TimeSpan.FromSeconds(5))
        .Subscribe(value => {DoSomething();});
        }
        // 调用函数
        void DoSomething()
        {
            Debug.Log("TODO");
        }
}

甚至可以简化成一行代码：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UnityEngine;public class UniRxTest : MonoBehaviour
{
    void Start(){
        // 每5秒调用一次函数
        Observable.Timer(TimeSpan.FromSeconds(5)).Subscribe(value => { Debug.Log("TODO"); });
        }
}

为了避免this销毁的时候，流程还没有销毁的情况，可以加一行代码：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UnityEngine;public class UniRxTest : MonoBehaviour
{void Start()
{
    // 每5秒调用一次函数
    Observable.Timer(TimeSpan.FromSeconds(5)).Subscribe(value => { DoSomething(); }).AddTo(this);}
    // 调用函数
    void DoSomething(){Debug.Log("TODO");}
}

AddTo(this)之后，就会将延迟和this(MonoBehaviour)绑定在一起了，当this被销毁的时候，定义的流程也会被销毁。

4-3、GET和POST操作

一般写法：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Networking;public class UniRxTest : MonoBehaviour
{void Start(){
    StartCoroutine(RequestData("www.baidu.com", new WWWForm(), ReturnValue));
    }
    //回调函数
    private void ReturnValue(string value){Debug.Log(value);}
    /// <summary>
    /// 数据请求与发送
    /// </summary>
    /// <param name="url">请求的url</param>
    /// <param name="form">表单</param>
    /// <param name="dele">返回数据</param>
    /// <returns></returns>
    private IEnumerator RequestData(string url, WWWForm form, Action<string> dele = null)
    {
        UnityWebRequest req = UnityWebRequest.Post(url, form);
        yield return req.SendWebRequest();
        if (req.result == UnityWebRequest.Result.ProtocolError){dele?.Invoke(req.error);}
        if (req.isDone){dele?.Invoke(req.downloadHandler.text);}
    }
}

用UniRx写法

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Networking;public class UniRxTest : MonoBehaviour
{void Start()
    {
    var request = ObservableWWW.Post("www.baidu.com", new WWWForm())
    .Subscribe(value => Debug.Log(value))
    .AddTo(this);
    }
}

注意：不是讨论那个写法好，那么写法不好，只是使用UniRx更加简洁，更推荐是用UnityWebRequest，因为UnityWebRequest功能更完善，更加有效。

4-4、加载场景-AsyncOperation

在异步加载资源或者异步加载场景的时候往往会用到 AsyncOperation。

UniRx 对 AsyncOperation 做了支持。使得加载进度可以很容易地监听。

示例代码如下:

using UniRx;
using UnityEngine;
using UnityEngine.SceneManagement;
namespace UniRxLesson
{
    public class AsyncOperationExample : MonoBehaviour
    {
        void Start()
        {
            var progressObservable = new ScheduledNotifier();
            SceneManager.LoadSceneAsync(0)
            .AsAsyncOperationObservable(progressObservable)
            .Subscribe(asyncOperation =>{Debug.Log("load done");
            Resources.LoadAsync("TestCanvas").AsAsyncOperationObservable()
            .Subscribe(resourceRequest => {Instantiate(resourceRequest.asset);});});
            progressObservable.Subscribe(progress =>{Debug.LogFormat("加载了:{0}", progress);});
        }
    }
} 

4-5、UGUI支持

示例代码：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UniRx.Diagnostics;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Networking;
using UnityEngine.UI;public class UniRxTest : MonoBehaviour
{
    public Button mButton;
    public Toggle mToggle;
    public InputField mInput;
    public Text mText;
    public Slider mSlider;
    void Start()
    {
        // Button 按钮绑定事件
        mButton.onClick.AsObservable().Subscribe(_ => Debug.Log("clicked"));
        // Toggle 控制其他UI对象的激活
        mToggle.OnValueChangedAsObservable().SubscribeToInteractable(mButton);
        // mInput Where筛选值不等于空的情况 绑定Text组件
        mInput.OnValueChangedAsObservable().Where(x => x != null).SubscribeToText(mText);
        // mSlider 绑定Text组件
        mSlider.OnValueChangedAsObservable().SubscribeToText(mText, x => Math.Round(x, 2).ToString());
    }
}

可以看出来，UniRx去绑定UI还是很好用的，但不仅于此。

使用 UniRx可以很容易地实现 MVP（MVRP）设计模式。

为什么应该用 MVP模式而不是 MVVM模式？Unity 没有提供 UI 绑定机制，创建一个绑定层过于复杂并且会对性能造成影响（使用反射）。尽管如此，视图还是需要更新。 Presenters层知道 View 组件并且能更新它们。

虽然没有真的绑定，但 Observables 可以通知订阅者，功能上也差不多。这种模式叫做 Reactive Presenter 设计模式，示例代码如下：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UniRx.Diagnostics;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Networking;
using UnityEngine.UI;
public class UniRxTest : MonoBehaviour
{
    public Button mButton;
    public Toggle mToggle;
    public Text MyText;
    // 状态更改
    ModelEnemy enemy = new Enemy(1000);
    void Start()
    {
        // 以响应式的方式从视图和模型中提供用户事件
        mButton.OnClickAsObservable().Subscribe(_ => enemy.CurrentHp.Value -= 100);
        mToggle.OnValueChangedAsObservable().SubscribeToInteractable(mButton);
        // Model通过Rx通知更新视图
        enemy.CurrentHp.SubscribeToText(MyText);
        enemy.IsDead.Where(isDead => isDead).Subscribe(_ =>{mToggle.interactable = mButton.interactable = false;});}
}
// 所有属性的值更改时都会通知
public class Enemy
{
    public ReactiveProperty<long> CurrentHp { get; private set; }
    public ReadOnlyReactiveProperty<bool> IsDead { get; private set; }
    public Enemy(int initialHp){
        // 声明属性
        CurrentHp = new ReactiveProperty<long>(initialHp);
        IsDead = CurrentHp.Select(x => x <= 10).ToReadOnlyReactiveProperty();
        }
}

4-6、响应式属性ReactiveProperty

UniRx还有一个很强的属性ReactiveProperty，也就是响应式属性，之所以强大，是因为它让变量的变化过程中可以增加更多的功能更加的灵活。

比如，要监听一个变量值是否发生变化，可以这么写：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UniRx.Diagnostics;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Networking;
using UnityEngine.UI;
public class UniRxTest : MonoBehaviour
{
    public int mAge;
    public int Age{get{return mAge;}set{if (mAge != value){mAge = value;OnAgeChanged();}}}
    public void OnAgeChanged(){Debug.Log("Value变化了");}
}

上述代码虽然也可以完成监听变量值变化的功能，但是如果要在外部访问，还需要写一个委托来监听，比较麻烦，如果用UniRx就会简单许多：

using System;
using System.Collections;
using UniRx;
using UniRx.Diagnostics;
using UnityEngine;
using UnityEngine.Networking;
using UnityEngine.UI;
public class UniRxTest : MonoBehaviour
{
    public ReactiveProperty<int> Age = new ReactiveProperty<int>();
    void Start()
    {
        // 绑定值
        Age.Subscribe(value =>{Debug.Log("通知值变化");});
        // 改变值可以用 变量.value来获取或者更改
        Age.Value = 5;
    }
}

4-7、Animation播放某一帧的动画

代码主要用到了UniRx.Async，后面UniRx.Async被分割成Cysharp/UniTask，需要再导入Cysharp/UniTask包，步骤如下：

（1）Window→Package Manager打开包管理器：

 （2）选择Add package from git URL…

（3）添加 https://github.com/Cysharp/UniTask.git?path=src/UniTask/Assets/Plugins/UniTask 至包管理器

 （4）导入完成

 （5）修改Api Compatibility Level：

 示例代码

using Cysharp.Threading.Tasks;
using UniRx;
using UnityEngine;
public class UniRxTest : MonoBehaviour
{
    private bool stopLoop = false;
    //动画控制
    void Start(){}
    /// <summary>
    /// Animation播放指定帧的动画
    /// </summary>
    /// <param name="myAnim">动画组件</param>
    /// <param name="startTimeInt">开始时间</param>
    /// <param name="endTimeInt">结束时间</param>
    private async void PlayAnimation(Animation myAnim, int startTimeInt, int endTimeInt)
    {
        int speed = GetSpeed(startTimeInt, endTimeInt);
        float frame = GetFrame(myAnim);
        float startTime;float endTime;
        if (speed == 1)
        {
            startTime = frame * startTimeInt;endTime = frame * endTimeInt;
        }else{
            startTime = frame * endTimeInt;endTime = frame * startTimeInt;
        }
        stopLoop = false;
        while (!stopLoop){
            myAnim[myAnim.clip.name].time = startTime;
            //跳过开始帧
            myAnim[myAnim.clip.name].speed = speed;
            //正播还是倒播
            myAnim.Play(myAnim.clip.name);
            //Play()
            await UniTask.DelayFrame(1);
            //帧延缓，等Play()启动      
            await UniTask.WaitUntil(() => myAnim[myAnim.clip.name].time > endTime);
            //播放到指定的进度点则停止        
            myAnim.Stop();
            //停止播放
            stopLoop = true;
            //停止播放
        }
    }
    // 判断是正播还是倒播
    int GetSpeed(int startTime, int endTime)
    {
        if (endTime - startTime > 0)
        {
            return 1;
        }
        else if (endTime - startTime < 0)
        {
            return -1;
        }
        else
        {
            return 1;
        }
    }
    // 得到动画的播放帧率
    float GetFrame(Animation myAnim)
    {
        return myAnim[myAnim.clip.name].length / 100;
    }
}

更多精细的使用方法：

        UniRx 基本使用

        UniRx - 简书

        UniRx官方入门文档_Sun.ME的博客-CSDN博客