Unity C#筆記 協程詳解(轉)

目錄

• 什么是協程
• 多線程
• 協程
  • 協程的使用場景
  • 協程使用示例
  • Invoke的缺陷
• 協程語法
  • 開啟協程
  • 終止協程
  • 掛起
• 協程的執行原理

---

什么是協程

在Unity中，協程（Coroutines）的形式是我最喜歡的功能之一，我都會使用它來控制需要定時的。

協同程序，在主程序運行的同時，開啟另外一段邏輯處理，來協同當前程序的執行。
可能看了這段文字介紹還是有點模糊，其實可以用多線程來比較。

多線程

多線程，顧名思義，多條同時執行的線程。
最初，多線程的誕生是為了解決IO阻塞問題，如今多線程可以解決許多同樣需要異步方法的問題（例如網絡等）。
所謂異步，通俗點講，就是我走我的線程，你走你的線程。當某個線程阻塞時，另一個線程不會受影響繼續執行。

需要認識到的是，多線程並不是真正意義上的多條線程同時執行。
它的實際是將一個時間段分成若干個時間片，每個線程輪流運行一個時間片。

（如圖，將執行步驟切分成極小的粒度，然后依次運行）

但是由於時間片粒度非常非常小，幾乎看不出區別，所以程序執行效果跟真正意義上的並行執行效果基本一致。

多線程的缺陷

然而多線程有一個壞處，就是可能造成共享數據的沖突。

假如有一個變量i = 0, Step1_1的操作是進行++i操作，Step2_1的操作是進行--i操作。
我們預期最終結果i為0。

但由於操作切分得過小，可能會發生這樣順序的事：

• 線程1：訪問i, 將0存到寄存器
• 線程2：訪問i, 將0存到寄存器
• 線程1：++i, 得到1
• 線程2：--i, 得到-1
• 線程1：將1寫入到i的內存
• 線程2：將-1寫入到i的內存
• 最終i的值為-1

當然多線程的沖突也有解決方案: 互斥鎖....

但是這些多多少少會付出額外的代價，讓程序變得臃腫。

協程

CPU有多條線程，一條線程可以有多個協程。

協程跟多線程類似，也有類似異步的效果（注意不是真正的異步）。
只不過它的切分粒度不是基於系統划分的時間片，而是基於我們編寫的yield，而且往往粒度更大。

粒度是取決於自己定義什么時候讓協程掛起：

//下面定義了一個協程函數，注意必須使用IEnumerator作為返還值才能成為協程函數。 IEnumerator Test() { for(int i = 0; i<1000 ; ++i){ ans += i; yield return 0;//掛起，下一幀再來從這個位置繼續執行。 } j+=2; yield return 0;//掛起，下一幀再來從這個位置繼續執行。 ++j; yield return 0;//掛起，下一幀再來從這個位置繼續執行。 }

如果划分的粒度過大，協程所在的線程可能在相應的幀卡頓。
甚至如果讓協程阻塞（死循環），那么協程所在的整個線程也會阻塞。
因此說協程可以有類似異步的效果，但是不是真正的異步。

協程的一大好處就是可以避免數據訪問沖突的問題：
因為它的粒度相對多線程的大很多，所以往往很少出現沖突現象

在上面多線程的例子里，使用協程則可以這樣：

• Step1_1: 執行完++i, 此時i=1
• Step2_1: 執行完--i, 此時i=0
• 最終i的值為0

協程的使用場景

對於保證不會阻塞的並行操作且並行性要求不高的並行操作，可以使用協程。
更實際來說，協程最常用於延時執行等控制時間軸的操作，例如N秒后調用指定函數。

利用每幀執行一段協程的特性，我們可以引入個帶累加計時判斷循環，然后再超過3秒后跳出循環，執行Debug.Log()

//3s后執行Debug.Log IEnumerator Test() { for(float timer = 0.0f; timer < 3.0f ; timer += Time.DeltaTime){ yield return 0;//掛起，下一幀再來從這個位置繼續執行。 } Debug.Log("啟動協程3s后"); }

但是Unity封裝了個更好用的類：WaitForSeconds
使這種延時的協程代碼更加簡潔。

  //原本寫法 for(float timer = 0.0f; timer < 3.0f ; timer += Time.DeltaTime){ yield return 0;//掛起，下一幀再來從這個位置繼續執行。 } //使用WaitForSeconds的寫法 yield return new WaitForSeconds(3.0f);

協程使用示例

接下來就展示下，協程使用的示例：
首先編寫好協程函數

IEnumerator TestWaitForSeconds() { //3s后執行Debug.Log; yield return new WaitForSeconds(3.0f); Debug.Log("啟動協程3s后"); }

然后在某個地方使用StartCoroutine(TestWaitForSeconds())或者StartCoroutine("TestWaitForSeconds")

  //啟動協程：3s后執行Debug.log StartCoroutine(TestWaitForSeconds()); //啟動后，繼續往下執行 ...

Invoke的缺陷

另外一提，Unity還有個一樣也是用於延時調用的函數，叫Invoke

Invoke("test",2.0f); \\延時2秒后執行函數test

但是Invock所要調用的函數必須是空類型返還值，還必須得是在當前類里面的方法。

一般來說，用協程來解決這樣的問題已經綽綽有余，而且還有更安全的調用方法而不是只用string類型作為參數的方法，因此沒必要使用Invoke。

協程語法

開啟協程

StartCoroutine(string methodName);

• 參數是方法名(字符串類型)，此方法可以包含一個參數。
• 形參方法可以有返回值

StartCoroutine(IEnumerator method);

• 參數是方法(TestMethod()),此方法中可以包含多個參數。
• IEnumrator類型的方法不能含有ref或者out類型的參數，但可以含有被傳遞的引用
• 形參方法必須有返回值，且返回值類型為IEnumrator,返回值使用（yield retuen +表達式或者值，或者 yield break）語句

終止協程

StopCoroutine(string methodName);//終止指定的協程

• 在程序中調用StopCoroutine()方法只能終止以字符串形式啟動的協程

StopAllCoroutine();//終止所有協程

掛起

//程序在下一幀中從當前位置繼續執行 yield return 0; //程序在下一幀中從當前位置繼續執行 yield return null; //程序等待N秒后從當前位置繼續執行 yield return new WaitForSeconds(N); //在所有的渲染以及GUI程序執行完成后從當前位置繼續執行 yield new WaitForEndOfFrame(); //所有腳本中的FixedUpdate()函數都被執行后從當前位置繼續執行 yield new WaitForFixedUpdate(); //等待一個網絡請求完成后從當前位置繼續執行 yield return WWW; //等待一個xxx的協程執行完成后從當前位置繼續執行 yield return StartCoroutine(xxx); //如果使用yield break語句，將會導致協程的執行條件不被滿足，不會從當前的位置繼續執行程序，而是直接從當前位置跳出函數體，回到函數的根部 yield break;

協程的執行原理

協程函數的返回值時IEnumerator,它是一個迭代器，可以把它當成執行一個序列的某個節點的指針。
它提供了兩個重要的接口，分別是Current(返回當前指向的元素)和MoveNext()(將指針向后移動一個單位，如果移動成功，則返回true)。

yield關鍵詞用來聲明序列中的下一個值或者是一個無意義的值。

如果使用yield return x(x是指一個具體的對象或者數值)的話，
那么MoveNext返回為true並且Current被賦值為x,如果使用yield break使得MoveNext()返回為false。
如果MoveNext函數返回為true意味着協程的執行條件被滿足，則能夠從當前的位置繼續往下執行。否則不能從當前位置繼續往下執行。