首页 > Unity > Bug > Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案
2016
08-07

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案

Foreach:

很多Unity3D的优化技巧甚至一些公司的笔试题中都会涉及foreach会产生GC Alloc因此游戏运行时中尤其是在Update里应尽量避免使用foreach的这个注意事项。

foreach真的会产生GC Alloc吗?我们作如下测试:(Unity3D 5.4.0)

创建脚本TestForeach.cs:

将脚本挂在新建空场景的摄像机上,依次将每个代码块的注释去掉,打开Profiler,查看CPU模块,并按GC Alloc项排序,得到如下结果:

 

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第1张  | Atlantis技术博客

Array for

 

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第2张  | Atlantis技术博客

Array foreach

 

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第3张  | Atlantis技术博客

List for

 

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第4张  | Atlantis技术博客

List foreach

 

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第5张  | Atlantis技术博客

List GetEnumerator

 

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第6张  | Atlantis技术博客

Dictionary foreach

 

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第7张  | Atlantis技术博客

Dictionay GetEnumerator

从以上可以看出foreach对数组是没有GC Alloc的,但是对List和Dictionary容器是有GC Alloc的,而且foreach和迭代产生的GC Alloc都是40B。

在C#中,foreach语句其实是微软提供的语法糖,使用它可以简化C#内置迭代器的使用复杂性。编译器在编译foreach语句时会生成调用GetEnumerator和MoveNext方法以及Current属性的代码,这些代码和属性恰是C#内置迭代器所提供的,所以上面的foreach语句和相应迭代器语句是等价的,所以GC Alloc也是相同的。

那么迭代器语句为什么会产生GC Alloc呢?以Dictionay为例(同样适用于List),_dic.GetEnumerator()返回的是Dictionary<int, int>.Enumerator,这是一个Struct,而_i是一个IEnumerator类型的引用,这里就需要将一个值类型变量转为一个引用类型变量,就需要执行一次装箱操作,而装箱操作是需要额外耗费CPU和内存资源的(参考:http://www.cnblogs.com/yukaizhao/archive/2011/10/18/csharp_box_unbox_1.html),所以就会产生GC Alloc。

那么我们把_i声明称Dictionary<int, int>.Enumerator类型,就不会有装箱操作了,那么还会有GCAlloc吗?测试结果如下:

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第8张  | Atlantis技术博客

private Dictionary<int, int>.Enumerator _i;

真的就没有GC Alloc了!

那么foreach为什么不生成这种不需要装箱操作的代码呢?这其实是早期Mono C#编译器的一个bug,后来的版本修复了,但是目前Unity3D用的还是未修复的版本。。。

官方针对Unity5.3.5f1提供了一个升级包,可以升级到5.3.5p8,里面包含对Mono C#编译器的升级,可以升级到Mono 4.4来修复这个问题,链接地址:

http://forum.unity3d.com/threads/upgraded-c-compiler-on-5-3-5p8.417363/

将这个升级包安装到Unity3D 5.3.5f1后会发现foreach确实不会再有GC Alloc了~,但是经测试5.3.6及目前最新的5.4.0中foreach的GC Alloc问题还存在,猜测这个升级包应该只是单独针对5.3.5测试用,还未正式对后续Unity3D版本的Mono C#编译器升级。那我们是否可以自己升级编译器版本呢?当然可以,可以仿照https://bitbucket.org/jbruening/unity-c-5.0-and-6.0-integration提供的方法来升级到比较新的编译器。

还有一种折中的解决办法,一般来说我们的C#逻辑代码会编译进Assembly-CSharp.dll里,这个编译过程是Unity3D用指定的C#编译器自动进行的,那我们把逻辑代码单独用VS编译成dll然后让Assembly-CSharp.dll引用是不是就不会产生GC Alloc了呢?经测试这方法可行:)~

另外经测试,上述using()用法也会产生GC Alloc,也是拆箱装箱导致的(具体看上面代码),同样在5.3.5p8编译器升级后就不会有GC Alloc了。

所以就foreach会产生GC Alloc的问题建议如下:

1.对List和Dictionary等容器的遍历不使用foreach,可以用for和迭代器(上面优化过的),对于数组foreach可以放心使用:)

2.对于Unity3D 5.3.5f1版本可以尝试安装官方提供的5.3.5p8升级包,就可以放心使用foreach和using了:)

3.升级C#编译器版本(只是针对当前项目,并不是升级Unity自己的C#编译器)

4.逻辑代码单独用VS编译成dll,就可以放心使用foreach和using了

5.如果你不是5.3.5版本也不想吧代码单独编译成dll,但还是想用foreach和using(以为比较方便嘛),那么建议一定不要在Update里使用!!!

 

Coroutine:

Coroutine也会产生GC Alloc吗?我们做如下测试:(Unity3D 5.3.5f1,至于为什么选择这个版本,看完下面你就知道了:))

创建代码TestCoroutine.cs:

将脚本挂在新建空场景的摄像机上,打开Profiler,查看CPU模块,并按GC Alloc项排序,得到如下结果:

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第9张  | Atlantis技术博客

看来Coroutine确实会产生GC Alloc,不过这个问题在5.3.6版本中修复了,查看5.3.6版本的发行说明(https://unity3d.com/cn/unity/whats-new/unity-5.3.6)会发现:

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第10张  | Atlantis技术博客

经测试发现5.3.6及最新的5.4.0的Coroutine确实不会再产生GC Alloc了,另外经测试发现安装上面提到的5.3.5f1的升级包升级至5.3.5p8后这个GC问题也没有了。

那么使用5.3.5之前版本的开发者该怎么办呢?答案是不再使用Unity3D的Coroutine,自己实现一套。。。不过为了避免重复造轮子在AssetStore上找到一个替代方案More Effective Coroutines(简称MEC):https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/54975,正如它的名字所说,它避免了GC的问题所以更高效,插件里有详细教程,这里不再赘述,直接做测试:

将TestCoroutine.cs修改如下:

测试结果如下:

Unity3D里foreach,using和Coroutine的GC问题探究及解决方案 - 第11张  | Atlantis技术博客

确实不会产生GC Alloc了,所以对于5.3.5之前的版本可以使用此插件来替代Unity3D的Coroutine,另外有几点需要注意的地方:

1.由于此插件中用到的部分API只有Unity5.x才有所以如果使用Unity4.x需要将用到这些API的代码用#if UNITY_5 #endif包一下禁用掉。

2.如果直接使用Timing.RunCoroutine的话,需要先保存下他的返回,在当前脚本要销毁时在OnDestroy()里加下Timing.KillCoroutines(前面的返回),如果是直接在当前脚本的gameObject上挂一个Timing组件并且gameObject.GetComponent<Timing>.RunCoroutine的话,在销毁时就不用再KillCoroutines了,因为它会自动销毁~

 

 

最后编辑:
作者:maosongliang
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。