老橡树1 发表于 2021-2-20 16:37

Unity协程（Coroutine）原理深入剖析

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原文转载于：Unity协程（Coroutine）原理深入剖析 - One thing I know,that is I know nothing.(Socrates Greek) - ITeye博客
线程（Thread）和协程（Coroutine）
      D.S.Qiu觉得使用协程的作用一共有两点：1）延时（等待）一段时间执行代码；2）等某个操作完成之后再执行后面的代码。总结起来就是一句话：控制代码在特定的时机执行。
      很多初学者，都会下意识地觉得协程是异步执行的，都会觉得协程是C# 线程的替代品，是Unity不使用线程的解决方案。
      所以首先，请你牢记：协程不是线程，也不是异步执行的。协程和 MonoBehaviour 的 Update函数一样也是在MainThread中执行的。使用协程你不用考虑同步和锁的问题。
Unity中协程的执行原理
      http://UnityGems.com给出了协程的定义：
               A coroutine is a function that is executed partially and, presuming suitable conditions are met, will be resumed at some point in the future until its work is done.
      即协程是一个分部执行，遇到条件（yield return 语句）会挂起，直到条件满足才会被唤醒继续执行后面的代码。
      Unity在每一帧（Frame）都会去处理对象上的协程。Unity主要是在Update后去处理协程（检查协程的条件是否满足），但也有写特例
   协程跟Update()其实一样的，都是Unity每帧对会去处理的函数（如果有的话）。如果MonoBehaviour 是处于激活（active）状态的而且yield的条件满足，就会协程方法的后面代码。还可以发现：如果在一个对象的前期调用协程，协程会立即运行到第一个 yield return 语句处，如果是 yield return null ，就会在同一帧再次被唤醒。如果没有考虑这个细节就会出现一些奇怪的问题『1』。
『1』注 图和结论都是从http://UnityGems.com 上得来的，经过下面的验证发现与实际不符，D.S.Qiu用的是Unity 4.3.4f1 进行测试的。经过测试验证，协程至少是每帧的LateUpdate()后去运行。
      下面使用 yield return new WaitForSeconds(1f); 在Start,Update 和 LateUpdate 中分别进行测试：
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class TestCoroutine : MonoBehaviour {

    private bool isStartCall = false;//Makesure Update() and LateUpdate() Log only once
    private bool isUpdateCall = false;
    private bool isLateUpdateCall = false;
    // Use this for initialization
    void Start () {
      if (!isStartCall)
      {
            Debug.Log("Start Call Begin");
            StartCoroutine(StartCoutine());
            Debug.Log("Start Call End");
            isStartCall = true;
      }
      
    }
    IEnumerator StartCoutine()
    {
         
      Debug.Log("This is Start Coroutine Call Before");
      yield return new WaitForSeconds(1f);
      Debug.Log("This is Start Coroutine Call After");
            
    }
    // Update is called once per frame
    void Update () {
      if (!isUpdateCall)
      {
            Debug.Log("Update Call Begin");
            StartCoroutine(UpdateCoutine());
            Debug.Log("Update Call End");
            isUpdateCall = true;
      }
    }
    IEnumerator UpdateCoutine()
    {
      Debug.Log("This is Update Coroutine Call Before");
      yield return new WaitForSeconds(1f);
      Debug.Log("This is Update Coroutine Call After");
    }
    void LateUpdate()
    {
      if (!isLateUpdateCall)
      {
            Debug.Log("LateUpdate Call Begin");
            StartCoroutine(LateCoutine());
            Debug.Log("LateUpdate Call End");
            isLateUpdateCall = true;
      }
    }
    IEnumerator LateCoutine()
    {
      Debug.Log("This is Late Coroutine Call Before");
      yield return new WaitForSeconds(1f);
      Debug.Log("This is Late Coroutine Call After");
    }
}得到日志输入结果如下：
然后将yield return new WaitForSeconds(1f);改为 yield return null; 发现日志输入结果和上面是一样的，没有出现上面说的情况：
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class TestCoroutine : MonoBehaviour {

    private bool isStartCall = false;//Makesure Update() and LateUpdate() Log only once
    private bool isUpdateCall = false;
    private bool isLateUpdateCall = false;
    // Use this for initialization
    void Start () {
      if (!isStartCall)
      {
            Debug.Log("Start Call Begin");
            StartCoroutine(StartCoutine());
            Debug.Log("Start Call End");
            isStartCall = true;
      }
      
    }
    IEnumerator StartCoutine()
    {
         
      Debug.Log("This is Stat Coroutine Call Before");
      yield return null;
      Debug.Log("This is Start Coroutine Call After");
            
    }
    // Update is called once per frame
    void Update () {
      if (!isUpdateCall)
      {
            Debug.Log("Update Call Begin");
            StartCoroutine(UpdateCoutine());
            Debug.Log("Update Call End");
            isUpdateCall = true;
      }
    }
    IEnumerator UpdateCoutine()
    {
      Debug.Log("This is Update Coroutine Call Before");
      yield return null;
      Debug.Log("This is Update Coroutine Call After");
    }
    void LateUpdate()
    {
      if (!isLateUpdateCall)
      {
            Debug.Log("LateUpdate Call Begin");
            StartCoroutine(LateCoutine());
            Debug.Log("LateUpdate Call End");
            isLateUpdateCall = true;
      }
    }
    IEnumerator LateCoutine()
    {
      Debug.Log("This is Late Coroutine Call Before");
      yield return null;
      Debug.Log("This is Late Coroutine Call After");
    }
}    『今天意外发现Monobehaviour的函数执行顺序图，发现协程的运行确实是在LateUpdate之后，下面附上：』
前面在介绍TaskManager工具时，说到MonoBehaviour 没有针对特定的协程提供Stop方法，其实不然，可以通过MonoBehaviour enabled = false 或者 gameObject.active = false 就可以停止协程的执行『2』。
      经过验证，『2』的结论也是错误的，正确的结论是，MonoBehaviour.enabled = false 协程会照常运行，但 gameObject.SetActive(false) 后协程却全部停止，即使在Inspector把gameObject 激活还是没有继续执行：
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class TestCoroutine : MonoBehaviour {

    private bool isStartCall = false;//Makesure Update() and LateUpdate() Log only once
    private bool isUpdateCall = false;
    private bool isLateUpdateCall = false;
    // Use this for initialization
    void Start () {
      if (!isStartCall)
      {
            Debug.Log("Start Call Begin");
            StartCoroutine(StartCoutine());
            Debug.Log("Start Call End");
            isStartCall = true;
      }
      
    }
    IEnumerator StartCoutine()
    {
         
      Debug.Log("This is Start Coroutine Call Before");
      yield return new WaitForSeconds(1f);
      Debug.Log("This is Start Coroutine Call After");
            
    }
    // Update is called once per frame
    void Update () {
      if (!isUpdateCall)
      {
            Debug.Log("Update Call Begin");
            StartCoroutine(UpdateCoutine());
            Debug.Log("Update Call End");
            isUpdateCall = true;
            this.enabled = false;
            //this.gameObject.SetActive(false);
      }
    }
    IEnumerator UpdateCoutine()
    {
      Debug.Log("This is Update Coroutine Call Before");
      yield return new WaitForSeconds(1f);
      Debug.Log("This is Update Coroutine Call After");
      yield return new WaitForSeconds(1f);
      Debug.Log("This is Update Coroutine Call Second");
    }
    void LateUpdate()
    {
      if (!isLateUpdateCall)
      {
            Debug.Log("LateUpdate Call Begin");
            StartCoroutine(LateCoutine());
            Debug.Log("LateUpdate Call End");
            isLateUpdateCall = true;

      }
    }
    IEnumerator LateCoutine()
    {
      Debug.Log("This is Late Coroutine Call Before");
      yield return null;
      Debug.Log("This is Late Coroutine Call After");
    }
}先在Update中调用 this.enabled = false; 得到的结果：
然后把 this.enabled = false; 注释掉，换成 this.gameObject.SetActive(false); 得到的结果如下：
整理得到：通过设置MonoBehaviour脚本的enabled对协程是没有影响的，但如果 gameObject.SetActive(false) 则已经启动的协程则完全停止了，即使在Inspector把gameObject 激活还是没有继续执行。也就说协程虽然是在MonoBehvaviour启动的（StartCoroutine）但是协程函数的地位完全是跟MonoBehaviour是一个层次的，不受MonoBehaviour的状态影响，但跟MonoBehaviour脚本一样受gameObject 控制，也应该是和MonoBehaviour脚本一样每帧“轮询” yield 的条件是否满足。
yield 后面可以有的表达式：
       a) null - the coroutine executes the next time that it is eligible
       b) WaitForEndOfFrame - the coroutine executes on the frame, after all of the rendering and GUI is complete
       c) WaitForFixedUpdate - causes this coroutine to execute at the next physics step, after all physics is calculated
       d) WaitForSeconds - causes the coroutine not to execute for a given game time period
       e) WWW - waits for a web request to complete (resumes as if WaitForSeconds or null)
       f) Another coroutine - in which case the new coroutine will run to completion before the yielder is resumed
值得注意的是 WaitForSeconds()受Time.timeScale影响，当Time.timeScale = 0f 时，yield return new WaitForSecond(x) 将不会满足。
IEnumerator & Coroutine
      协程其实就是一个IEnumerator（迭代器），IEnumerator 接口有两个方法 Current 和 MoveNext() ，前面介绍的 TaskManager 就是利用者两个方法对协程进行了管理，只有当MoveNext()返回 true时才可以访问 Current，否则会报错。迭代器方法运行到 yield return 语句时，会返回一个expression表达式并保留当前在代码中的位置。 当下次调用迭代器函数时执行从该位置重新启动。
      Unity在每帧做的工作就是：调用 协程（迭代器）MoveNext() 方法，如果返回 true ，就从当前位置继续往下执行。
Hijack
         这里在介绍一个协程的交叉调用类 Hijack（参见附件）：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using UnityEngine;
using System.Collections;
   

public class Hijack : MonoBehaviour {
   
    //This will hold the counting up coroutine
    IEnumerator _countUp;
    //This will hold the counting down coroutine
    IEnumerator _countDown;
    //This is the coroutine we are currently
    //hijacking
    IEnumerator _current;
   
    //A value that will be updated by the coroutine
    //that is currently running
    int value = 0;
   
    void Start()
    {
      //Create our count up coroutine
      _countUp = CountUp();
      //Create our count down coroutine
      _countDown = CountDown();
      //Start our own coroutine for the hijack
      StartCoroutine(DoHijack());
    }
   
    void Update()
    {
      //Show the current value on the screen
      guiText.text = value.ToString();
    }
   
    void OnGUI()
    {
      //Switch between the different functions
      if(GUILayout.Button("Switch functions"))
      {
            if(_current == _countUp)
                _current = _countDown;
            else
                _current = _countUp;
      }
    }
   
    IEnumerator DoHijack()
    {
      while(true)
      {
            //Check if we have a current coroutine and MoveNext on it if we do
            if(_current != null && _current.MoveNext())
            {
                //Return whatever the coroutine yielded, so we will yield the
                //same thing
                yield return _current.Current;
            }
            else
                //Otherwise wait for the next frame
                yield return null;
      }
    }
   
    IEnumerator CountUp()
    {
      //We have a local increment so the routines
      //get independently faster depending on how
      //long they have been active
      float increment = 0;
      while(true)
      {
            //Exit if the Q button is pressed
            if(Input.GetKey(KeyCode.Q))
                break;
            increment+=Time.deltaTime;
            value += Mathf.RoundToInt(increment);
            yield return null;
      }
    }
   
    IEnumerator CountDown()
    {
      float increment = 0f;
      while(true)
      {
            if(Input.GetKey(KeyCode.Q))
                break;
            increment+=Time.deltaTime;
            value -= Mathf.RoundToInt(increment);
            //This coroutine returns a yield instruction
            yield return new WaitForSeconds(0.1f);
      }
    }
   
}上面的代码实现是两个协程交替调用，对有这种需求来说实在太精妙了。
小结：
      今天仔细看了下http://UnityGems.com 有关Coroutine的两篇文章，虽然第一篇（参考①）现在验证的结果有很多错误，但对于理解协程还是不错的，尤其是当我发现Hijack这个脚本时，就迫不及待分享给大家。
      本来没觉得会有http://UnityGems.com上的文章会有错误的，无意测试了发现还是有很大的出入，当然这也不是说原来作者没有经过验证就妄加揣测，D.S.Qiu觉得很有可能是Unity内部的实现机制改变了，这种东西完全可以改动，Unity虽然开发了很多年了，但是其实在实际开发中还是有很多坑，越发觉得Unity的无力，虽说容易上手，但是填坑的功夫也是必不可少的。      
      看来很多结论还是要通过自己的验证才行，贸然复制粘贴很难出真知，切记！

123456806 发表于 2021-2-20 16:43

写的非常清楚，经过unity5和最新官网流程图，代码验证，如果是 yield return null ，就会在下一帧再次被唤醒。且执行流程为在Update之后，LateUpdate之前。
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