Unity多线程和协程

一.Unity是否支持多线程？

Unity支持多线程的使用，可以使用C#的Thread类来创建和管理线程，只需要引入这个类：

但需要注意的是，在Unity中，只有主线程（也称为渲染线程）可以访问Unity对象，如GameObject、Transform等，如果在其他线程中访问这些对象，会导致不可预期的结果。

因此，在使用多线程时，需要遵循一些规则：

1. 不要在非主线程中访问Unity对象；

2. 不要在多个线程中同时修改同一个对象或变量，否则可能会导致竞态条件；

3. 不要过度使用多线程，因为线程切换会带来额外的开销，而且多线程可能会增加代码复杂性和调试难度；

4. Unity中的多线程记得使用后要关闭，否则会在推出调试后一直运行，直到关闭Unity或者改变相应的脚本代码。

示例： 

 新开的线程虽然不能访问Unity中的对象，但是多线程可以进行一些复杂的逻辑计算：例如A*算法、网格计算，复杂的计算可能会卡住主线程，因此我们用副线程去计算。算好了，主线程再去调用。

示例：

 

 

 二.什么是协程？

协程全称协同程序，不同于多线程，它不是一个线程，依附于Unity主线程。

• 新开一个线程是独立的一个管道，和主线程并行执行；
• 新开一个协程是在原线程之上开启，进行逻辑分时分步执行；

主要作用：

        协程适合处理需要分阶段执行的操作，如动画、延迟执行等。协程可以让程序在一定时间后再次执行，而不会阻塞主线程。这样可以避免线程切换带来的开销，提高程序性能。

        也就是说，协程是把可能会让主线程卡顿的耗时操作分时分步进行。

主要适用场景：

        异步加载文件、异步下载文件、场景异步加载、批量创建时防止卡顿。

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        协程可以将一个函数分成多个部分，在每个部分执行完后暂停，等待下一次唤醒继续执行。如果不唤醒，这个协程就会被挂起。这种方式可以有效地控制程序的执行流程，使得我们可以更加灵活地控制程序的运行逻辑。

三.协程的使用

首先，要想使用协程，类要继承MonoBehavior；

在Unity中，我们可以使用Coroutine类来创建协程。通常情况下，我们会将协程定义为一个函数（使用IEnumerator关键字），然后通过StartCoroutine方法启动它。

示例：

        在这个例子中，我们定义了一个名为MyCoroutine的协程函数，该函数使用yield语句分别暂停1秒和2秒，并在每次暂停后输出一条调试信息。然后，在Start函数中，我们通过StartCoroutine方法启动了这个协程。

        需要注意的是，协程函数必须返回IEnumerator类型，而不是void类型。协程函数中使用yield语句来暂停执行，并返回一个对象，告诉协程系统应该何时继续执行。

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        协程可以通过传递参数来控制它们的行为。我们可以将参数作为协程函数的参数，并在启动协程时传递给它。

 示例：

        在这个例子中，我们定义了一个名为MyCoroutine的协程函数，该函数接受两个参数：一个字符串和一个浮点数。然后，在Start函数中，我们通过StartCoroutine方法启动了这个协程，并将"Hello"和3分别作为参数传递给它。

        需要注意的是，在协程函数内部，我们可以像普通函数一样使用传递进来的参数。但是，在协程函数之外，我们不能直接访问协程内部的变量。如果需要在协程之间共享数据，可以考虑使用静态变量或其他线程安全的机制。

不同的yield return

1. yield return null：暂停协程一帧，然后继续执行下一帧， 在Update和LateUpdate之间执行；

2. yield return new WaitForSeconds(float seconds)：暂停协程指定时间后继续执行，在Update和LateUpdate之间执行；

3. yield return new WaitForEndOfFrame()：暂停协程直到当前帧渲染完毕后（摄像机和GUI）继续执行，在LateUpdate之后的渲染相关处理之后执行；

4. yield return new WaitForFixedUpdate()：暂停协程直到下一次FixedUpdate后继续执行，在FixUpdate和碰撞检测相关函数之后执行；

5. yield return StartCoroutine(coroutine)：暂停当前协程并启动一个新的协程，直到新的协程执行完成后继续执行当前协程。

6. yield break：结束当前协程的执行。

 四.协程受对象和组件失活销毁的影响

当我们开启了一个协程，如果

• 挂载此脚本的组件和物体销毁，协程将不会执行；
• 物体失活协程不执行；
• 组件失活协程执行。

五.协程的原理 

协程的本质：

        协程的本质是利用迭代器（Iterator）来实现的。在C#中，迭代器是一种特殊的对象，它可以在循环中依次返回集合中的元素。在协程中，yield return语句返回的也是一个迭代器对象，当协程执行到yield return语句时，会将执行权交给调用者，并返回一个迭代器对象，等待调用者再次调用协程来继续执行。这样就实现了协程的暂停和继续执行功能。

        所以在脚本中调用协程相当于是把一个协程函数（迭代器）放入Unity的协程调度器(StartCoroutine()函数）中帮助我们管理进行执行，具体的yield return 后面的规则，也是Unity定义的一些规则。

        我们通过获取IEnumerator对象手动模拟协程的管理；

定义一个协程函数，无法单独调用：

 获取这个协程对象：

      IEnumerator内部方法，属性如下：

​

执行MoveNext()，控制台会输出“test 1”，执行了一行语句；

执行Reset()，控制台会输出 “1”， 打印的是yield return 的返回值；

如果打印Current，控制台会输出yield return的参数值；

例如这种写法，Reset会输出“123 Vector3”，Current会输出“123 （1，2，3）”；

​

 另一个问题来了，我们可以用MoveNext()和Current来一步步执行协程函数。但是如果协程函数中有n个yield return 怎么办？写n个MoveNext()和Current吗？

 注意：MoveNext()返回bool值，当协程函数内还有可以执行的内容时返回true，没有返回flase。

使用while输出执行协程函数中的所有值：

总结：

        协程的本质就是利用C#的迭代器函数“分步执行”的特点加上协程调度逻辑实现的一套分时执行函数的规则。