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Unity协程的原理与应用 - 知乎 (zhihu.com)

  • 对于协程而言,同一时间只能执行一个协程,而线程则是并发的,可以同时有多个线程在运行
  • 两者在内存的使用上是相同的,共享堆,不共享栈 对于两者最关键,最简单的区别是微观上线程是并行(对于多核CPU)的,而协程是串行的

作用

  • 轻量级线程
  • 分呈多帧的操作

协程运作原理

协程是通过迭代器来实现功能的,通过关键字IEnumerator来定义一个迭代方法,注意使用的是IEnumerator,而不是IEnumerable

两者之间的区别: - IEnumerator:是一个实现迭代器功能的接口 - IEnumerable:是在IEnumerator基础上的一个封装接口,有一个GetEnumerator()方法返回IEnumerator

C#迭代器官方文档:迭代器 - C# | Microsoft Learn

协程开启

  • 协程挂载:MonoBehaviour.StartCoroutine()方法可以开启一个协程,这个协程会挂在该MonoBehaviour下。
  • 生命周期:在MonoBehaviour生命周期的UpdateLateUpdate之间,会检查这个MonoBehaviour下挂载的所有协程,并唤醒其中满足唤醒条件的协程。
  • 返回与再度开启:要想使用协程,只需要以IEnumerator为返回值,并且在函数体里面用yield return语句来暂停协程并提交一个唤醒条件。然后使用StartCoroutine来开启协程。

注意点

  • 协程是挂在MonoBehaviour上的,必须要通过一个MonoBehaviour才能开启协程。
  • MonoBehaviour被Disable的时候协程会继续执行,只有MonoBehaviour被销毁的时候协程才会被销毁。 +

底层原理

1. C#的迭代器函数

许多语言都有迭代器的概念,使用迭代器我们可以很轻松的遍历一个容器。 但是C#里面的迭代器要屌一点,它可以“遍历函数”。

C#中的迭代器方法其实就是一个协程,你可以使用yield来暂停,使用MoveNext()来继续执行。 当一个方法的返回值写成了IEnumerator类型,他就会自动被解析成迭代器方法(后文直接称之为协程),你调用此方法的时候不会真的运行,而是会返回一个迭代器,需要用MoveNext()来真正的运行。

static void Main(string[] args)
{
    IEnumerator it = Test();//仅仅返回一个指向Test的迭代器,不会真的执行。
    Console.ReadKey();
    it.MoveNext();//执行Test直到遇到第一个yield
    System.Console.WriteLine(it.Current);//输出1
    Console.ReadKey();
    it.MoveNext();//执行Test直到遇到第二个yield
    System.Console.WriteLine(it.Current);//输出2
    Console.ReadKey();
    it.MoveNext();//执行Test直到遇到第三个yield
    System.Console.WriteLine(it.Current);//输出test3
    Console.ReadKey();
}

static IEnumerator Test()
{
    System.Console.WriteLine("第一次执行");
    yield return 1;
    System.Console.WriteLine("第二次执行");
    yield return 2;
    System.Console.WriteLine("第三次执行");
    yield return "test3";
}
  • 执行Test()不会运行函数体,会直接返回一个IEnumerator
  • 调用IEnumeratorMoveNext()成员,会执行协程直到遇到第一个yield return或者执行完毕。
  • 调用IEnumeratorCurrent成员,可以获得yield return后面接的返回值,该返回值可以是任何类型的对象。

注意点

  • IEnumerator中的yield return可以返回任意类型的对象,事实上它还有泛型版本IEnumerator<T>,泛型类型的迭代器中只能返回T类型的对象。Unity原生协程使用普通版本的IEnumerator,但是有些项目_(比如倩女幽魂)_自己造的协程轮子可能会使用泛型版本的IEnumerator<T>
  • 函数调用的本质是压栈,协程的唤醒也一样,调用IEnumerator.MoveNext()时会把协程方法体压入当前的函数调用栈中执行,运行到yield return后再弹栈。这点和有些语言中的协程不大一样,有些语言的协程会维护一个自己的函数调用栈,在唤醒的时候会把整个函数调用栈给替换,这类协程被称为有栈协程,而像C#中这样直接在当前函数调用栈中压入栈帧的协程我们称之为无栈协程。关于有栈协程和无栈协程的概念我们会在后文四. 跳出Unity看协程中继续讨论 Unity中的协程是无栈协程,它不会维护整个函数调用栈,仅仅是保存一个栈帧。Unity协程的原理与应用 - 知乎 (zhihu.com)