Unity C#筆記 協程

目錄

• 什麼是協程
• 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
  • 開啓協程
  • 終止協程
  • 掛起
• 協程的執行原理

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什麼是協程

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須要定時的。

協同程序，在主程序運行的同時，開啓另一段邏輯處理，來協同當前程序的執行。
可能看了這段文字介紹仍是有點模糊，其實能夠用多線程來比較。

多線程

多線程，顧名思義，多條同時執行的線程。
最初，多線程的誕生是爲了解決IO阻塞問題，現在多線程能夠解決許多一樣須要異步方法的問題（例如網絡等）。
所謂異步，通俗點講，就是我走個人線程，你走你的線程。當某個線程阻塞時，另外一個線程不會受影響繼續執行。

須要認識到的是，多線程並非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紅若干個時間片，每一個線程輪流運行一個時間片。

（如圖，將執行步驟切分紅極小的粒度，而後依次運行）

可是因爲時間片粒度很是很是小，幾乎看不出區別，因此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，就是可能形成共享數據的衝突。

假若有一個變量i = 0, Step1_1的操做是進行++i操做，Step2_1的操做是進行--i操做。
咱們預期最終結果i爲0。

但因爲操做切分得太小，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, 獲得1
• 線程2：--i, 獲得-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的值爲-1

固然多線程的衝突也有解決方案: 互斥鎖....

可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，一條線程能夠有多個協程。

協程跟多線程相似，也有相似異步的效果（注意不是真正的異步）。
只不過它的切分粒度不是基於系統劃分的時間片，而是基於咱們編寫的yield，並且每每粒度更大。

粒度是取決於本身定義何時讓協程掛起：

//下面定義了一個協程函數，注意必須使用IEnumerator做爲返還值才能成爲協程函數。
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。
}

若是劃分的粒度過大，協程所在的線程可能在相應的幀卡頓。
甚至若是讓協程阻塞（死循環），那麼協程所在的整個線程也會阻塞。
所以說協程能夠有相似異步的效果，可是不是真正的異步。

協程的一大好處就是能夠避免數據訪問衝突的問題：
由於它的粒度相對多線程的大不少，因此每每不多出現衝突現象

在上面多線程的例子裏，使用協程則能夠這樣：

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

協程的使用場景

對於保證不會阻塞的並行操做且並行性要求不高的並行操做，可使用協程。
更實際來講，協程最經常使用於延時執行等控制時間軸的操做，例如N秒後調用指定函數。

利用每幀執行一段協程的特性，咱們能夠引入個帶累加計時判斷循環，而後再超過3秒後跳出循環，執行Debug.Log()

//3s後執行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("啓動協程3s後");
}

可是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。

//本來寫法
  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

接下來就展現下，協程使用的示例：
首先編寫好協程函數

IEnumerator TestWaitForSeconds()
{
    //3s後執行Debug.Log;
    yield return new WaitForSeconds(3.0f);
    Debug.Log("啓動協程3s後");
}

而後在某個地方使用StartCoroutine(TestWaitForSeconds())或者StartCoroutine("TestWaitForSeconds")

//啓動協程：3s後執行Debug.log
  StartCoroutine(TestWaitForSeconds());
  //啓動後，繼續往下執行
  ...

Invoke的缺陷

另一提，Unity還有個同樣也是用於延時調用的函數，叫Invoke

Invoke("test",2.0f); \\延時2秒後執行函數test

可是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裏面的方法。

通常來講，用協程來解決這樣的問題已經綽綽有餘，並且還有更安全的調用方法而不是隻用string類型做爲參數的方法，所以不必使用Invoke。

協程語法

開啓協程

StartCoroutine(string methodName);

• 參數是方法名(字符串類型)，此方法能夠包含一個參數。
• 形參方法能夠有返回值

StartCoroutine(IEnumerator method);

• 參數是方法(TestMethod()),此方法中能夠包含多個參數。
• IEnumrator類型的方法不能含有ref或者out類型的參數，但能夠含有被傳遞的引用
• 形參方法必須有返回值，且返回值類型爲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啓動的協程

StopAllCoroutine();//終止全部協程

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秒後從當前位置繼續執行
yield return new WaitForSeconds(N);

//在全部的渲染以及GUI程序執行完成後從當前位置繼續執行
yield new WaitForEndOfFrame();

//全部腳本中的FixedUpdate()函數都被執行後從當前位置繼續執行
yield new WaitForFixedUpdate();

//等待一個網絡請求完成後從當前位置繼續執行
yield return WWW;

//等待一個xxx的協程執行完成後從當前位置繼續執行
yield return StartCoroutine(xxx);

//若是使用yield break語句，將會致使協程的執行條件不被知足，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，能夠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()(將指針向後移動一個單位，若是移動成功，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心義的值。

若是使用yield return x(x是指一個具體的對象或者數值)的話， 那麼MoveNext返回爲true而且Current被賦值爲x,若是使用yield break使得MoveNext()返回爲false。 若是MoveNext函數返回爲true意味着協程的執行條件被知足，則可以從當前的位置繼續往下執行。不然不能從當前位置繼續往下執行。