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Unity的Coroutine

2024-07-06 15:04:36   225人阅读

说到Coroutine，我们必须提到两个更远的东西。在操作系统（os）级别，有进程（process）和线程（thread）两个（仅从我们常见的讲）实际的“东西”（不说概念是因为这两个家伙的确不仅仅是概念，而是实际存在的，os的代码管理的资源）。这两个东西都是用来模拟“并行”的，写操作系统的程序员通过用一定的策略给不同的进程和线程分配CPU计算资源，来让用户“以为”几个不同的事情在“同时”进行“。在单CPU上，是os代码强制把一个进程或者线程挂起，换成另外一个来计算，所以，实际上是串行的，只是“概念上的并行”。在现在的多核的cpu上，线程可能是“真正并行的”。


Coroutine，翻译成”协程“，初始碰到的人马上就会跟上面两个概念联系起来。直接先说区别，Coroutine是编译器级的，Process和Thread是操作系统级的。Coroutine的实现，通常是对某个语言做相应的提议，然后通过后成编译器标准，然后编译器厂商来实现该机制。Process和Thread看起来也在语言层次，但是内生原理却是操作系统先有这个东西，然后通过一定的API暴露给用户使用，两者在这里有不同。Process和Thread是os通过调度算法，保存当前的上下文，然后从上次暂停的地方再次开始计算，重新开始的地方不可预期，每次CPU计算的指令数量和代码跑过的CPU时间是相关的，跑到os分配的cpu时间到达后就会被os强制挂起。Coroutine是编译器的魔术，通过插入相关的代码使得代码段能够实现分段式的执行，重新开始的地方是yield关键字指定的，一次一定会跑到一个yield对应的地方。

对于Coroutine，下面是一个实现的function，里面的片段被yield关键字分成2段：

IEnumerator YieldSomeStuff()
{
    yield "hello";
    Console.WriteLine("foo!");
    yield "world";
}

推进的代码（模拟，非实际）：

IEnumerator e = YieldSomeStuff();
while(e.MoveNext())
{
    Console.WriteLine(e.Current);
}

以此来推进整个代码片段的分段执行。更详细的分析如 @邓凯的文章里提到。这里只要说明的是，对于Coroutine，是编译器帮助做了很多的事情，来让代码不是一次性的跑到底，而不是操作系统强制的挂起。代码每次跑多少，是可预期的。但是，Process和Thread，在这个层面上完全不同，这两个东西是操作系统管理的。在unity中，StartCoroutine这个方法是个推进器。StartCoroutine会发起类似上面的while循环。因为是while循环，因此，Coroutine本身其实不是“异步的”。

Coroutine在整个Unity系统的位置，下面一张图可以说明：

注：图片来自Coroutines++

Unity官方文档里也写到"Normal Coroutine在Update之后"的字眼，如下内容第一行：

Normal coroutine updates are run after the Update function returns. A coroutine is a function that can suspend its execution (yield) until the given YieldInstruction finishes. Different uses of Coroutines:

yield; The coroutine will continue after all Update functions have been called on the next frame.
yield WaitForSeconds(2); Continue after a specified time delay, after all Update functions have been called for the frame
yield WaitForFixedUpdate(); Continue after all FixedUpdate has been called on all scripts
yield WWW Continue after a WWW download has completed.
yield StartCoroutine(MyFunc); Chains the coroutine, and will wait for the MyFunc coroutine to complete first.

由上面的图和文字可以大致猜测，.net虚拟机在每一帧循环中，会依次进入每个编译器预定义好的入口。对于Coroutine，编译器需要产生一些代码，在每次的大循环中，Unity的Update()返回后，保证是yield后的代码被正确调用，这样就形成了我们看到的一个function能分段执行的机制。


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