【轉】Unity3D內存釋放 ~ 賢哥的開發筆記

最近網友通過網站搜索Unity 3D在手機及其他平台下佔用內存太大. 這裡寫下關於Unity3D對於內存的管理與優化

Unity3D 裡有兩種動態加載機制：一個是Resources.Load，另外一個通過AssetBundle,其實兩者區別不大。 Resources.Load就是從一個缺省打進程序包裡的AssetBundle裡加載資源，而一般AssetBundle文件需要你自己創建，運行時動態加載，可以指定路徑和來源的。

其實場景裡所有靜態的對像也有這麼一個加載過程，只是Unity3D後台替你自動完成了。

詳細說一下細節概念：
AssetBundle運行時加載:來自文件就用CreateFromFile(注意這種方法只能用於standalone程序）這是最快的加載方法
也可以來自Memory,用CreateFromMemory(byte[]),這個byte []可以來自文件讀取的緩衝，www的下載或者其他可能的方式。
其實WWW的assetBundle就是內部數據讀取完後自動創建了一個assetBundle而已
Create完以後，等於把硬盤或者網絡的一個文件讀到內存一個區域，這時候只是個AssetBundle內存鏡像數據塊，還沒有Assets的概念。
Assets加載:用AssetBundle.Load(同Resources.Load) 這才會從AssetBundle的內存鏡像裡讀取並創建一個Asset對象，創建Asset對象同時也會分配相應內存用於存放(反序列化)異步讀取用AssetBundle.LoadAsync也可以一次讀取多個用AssetBundle.LoadAll
AssetBundle的釋放：
AssetBundle.Unload(flase)是釋放AssetBundle文件的內存鏡像，不包含Load創建的Asset內存對象。
AssetBundle.Unload(true)是釋放那個AssetBundle文件內存鏡像和並銷毀所有用Load創建的Asset內存對象。

一個Prefab從assetBundle裡Load出來里面可能包括：Gameobject transform mesh texture material shader script和各種其他Assets。
你 Instaniate一個Prefab，是一個對Assets進行Clone(複製)+引用結合的過程，GameObject transform 是Clone是新生成的。其他mesh / texture / material / shader 等，這其中些是純引用的關係的，包括：Texture和TerrainData，還有引用和復制同時存在的，包括：Mesh/material /PhysicMaterial。引用的Asset對像不會被複製，只是一個簡單的指針指向已經Load的Asset對象。這種含糊的引用加克隆的混合，大概是搞糊塗大多數人的主要原因。
專門要提一下的是一個特殊的東西：Script Asset，看起來很奇怪，Unity裡每個Script都是一個封閉的Class定義而已,並沒有寫調用代碼，光Class的定義腳本是不會工作的。其實Unity引擎就是那個調用代碼，Clone一個script asset等於new一個class實例，實例才會完成工作。把他掛到Unity主線程的調用鏈裡去，Class實例裡的OnUpdate OnStart等才會被執行。多個物體掛同一個腳本，其實就是在多個物體上掛了那個腳本類的多個實例而已，這樣就好理解了。在new class這個過程中，數據區是複制的，代碼區是共享的，算是一種特殊的複制+引用關係。
你可以再Instaniate一個同樣的Prefab,還是這套mesh/texture/material/shader...，這時候會有新的GameObject等，但是不會創建新的引用對像比如Texture.所以你Load出來的Assets其實就是個數據源，用於生成新對像或者被引用，生成的過程可能是複制（clone)也可能是引用（指針）
當你Destroy一個實例時，只是釋放那些Clone對象，並不會釋放引用對象和Clone的數據源對象，Destroy並不知道是否還有別的object在引用那些對象。
等到沒有任何遊戲場景物體在用這些Assets以後，這些assets就成了沒有引用的游離數據塊了，是UnusedAssets了，這時候就可以通過 Resources.UnloadUnusedAssets來釋放,Destroy不能完成這個任務，AssetBundle.Unload( false)也不行，AssetBundle.Unload(true)可以但不安全，除非你很清楚沒有任何對像在用這些Assets了。
配個圖加深理解：

Unity3D佔用內存太大怎麼解決呢?

雖然都叫Asset，但複製的和引用的是不一樣的，這點被Unity的暗黑技術細節掩蓋了，需要自己去理解。

關於內存管理
按照傳統的編程思維，最好的方法是：自己維護所有對象，用一個Queue來保存所有object,不用時該Destory的，該Unload的自己處理。
但這樣在C# .net框架底下有點沒必要，而且很麻煩。
穩妥起見你可以這樣管理

創建時：
先建立一個AssetBundle,無論是從www還是文件還是memory
用AssetBundle.load加載需要的asset
加載完後立即AssetBundle.Unload(false),釋放AssetBundle文件本身的內存鏡像，但不銷毀加載的Asset對象。（這樣你不用保存AssetBundle的引用並且可以立即釋放一部分內存）
釋放時：
如果有Instantiate的對象，用Destroy進行銷毀
在合適的地方調用Resources.UnloadUnusedAssets,釋放已經沒有引用的Asset.
如果需要立即釋放內存加上GC.Collect()，否則內存未必會立即被釋放，有時候可能導致內存佔用過多而引發異常。
這樣可以保證內存始終被及時釋放，佔用量最少。也不需要對每個加載的對象進行引用。

當然這並不是唯一的方法，只要遵循加載和釋放的原理，任何做法都是可以的。

系統在加載新場景時，所有的內存對像都會被自動銷毀，包括你用AssetBundle.Load加載的對象和Instaniate克隆的。但是不包括AssetBundle文件自身的內存鏡像，那個必須要用Unload來釋放，用. net的術語，這種數據緩存是非託管的。

總結一下各種加載和初始化的用法:
AssetBundle.CreateFrom.....：創建一個AssetBundle內存鏡像，注意同一個assetBundle文件在沒有Unload之前不能再次被使用
WWW.AssetBundle：同上，當然要先new一個再y ie ld return然後才能使用
AssetBundle.Load(name)：從AssetBundle讀取一個指定名稱的Asset並生成Asset內存對象，如果多次Load同名對象，除第一次外都只會返回已經生成的Asset對象，也就是說多次Load一個Asset並不會生成多個副本（singleton）。
Resources.Load(path&name)：同上,只是從默認的位置加載。
Instantiate（object)：Clone一個object的完整結構，包括其所有Component和子物體（詳見官方文檔）,淺Copy，並不復制所有引用類型。有個特別用法，雖然很少這樣用，其實可以用Instantiate來完整的拷貝一個引用類型的Asset,比如Texture等，要拷貝的Texture必須類型設置為Read/Write able。

總結一下各種釋放
Destroy:主要用於銷毀克隆對象，也可以用於場景內的靜態物體，不會自動釋放該對象的所有引用。雖然也可以用於Asset,但是概念不一樣要小心，如果用於銷毀從文件加載的Asset對象會銷毀相應的資源文件！但是如果銷毀的Asset是Copy的或者用腳本動態生成的，只會銷毀內存對象。
AssetBundle.Unload(false):釋放AssetBundle文件內存鏡像
AssetBundle.Unload(true):釋放AssetBundle文件內存鏡像同時銷毀所有已經Load的Assets內存對象
Reources.UnloadAsset(Object):顯式的釋放已加載的Asset對象，只能卸載磁盤文件加載的Asset對象
Resources.UnloadUnusedAssets:用於釋放所有沒有引用的Asset對象
GC.Collect()強制垃圾收集器立即釋放內存Unity的GC功能不算好，沒把握的時候就強制調用一下

在3.5.2之前好像Unity不能顯式的釋放Asset

舉兩個例子幫助理解
例子1：
一個常見的錯誤：你從某個AssetBundle裡Load了一個prefab並克隆之：obj = Instaniate(AssetBundle1.Load('MyPrefab”);
這個prefab比如是個npc
然後你不需要他的時候你用了：Destroy(obj);你以為就釋放乾淨了
其實這時候只是釋放了Clone對象，通過Load加載的所有引用、非引用Assets對象全都靜靜靜的躺在內存裡。
這種情況應該在Destroy以後用：AssetBundle1.Unload(true)，徹底釋放乾淨。
如果這個AssetBundle1是要反复讀取的不方便Unload，那可以在Destroy以後用：Resources.UnloadUnusedAssets()把所有和這個npc有關的Asset都銷毀。
當然如果這個NPC也是要頻繁創建銷毀的那就應該讓那些Assets呆在內存里以加速遊戲體驗。
由此可以解釋另一個之前有人提過的話題：為什麼第一次Instaniate一個Prefab的時候都會卡一下，因為在你第一次Instaniate之前，相應的Asset對像還沒有被創建，要加載系統內置的AssetBundle並創建Assets,第一次以後你雖然Destroy了，但Prefab的Assets對像都還在內存裡，所以就很快了。

順便提一下幾種加載方式的區別:
其實存在3種加載方式：
一是靜態引用，建一個public的變量，在Inspector裡把prefab拉上去，用的時候instantiate
二是Resource.Load，Load以後instantiate
三是AssetBundle.Load,Load以後instantiate
三種方式有細節差異，前兩種方式，引用對象texture是在instantiate時加載，而assetBundle.Load會把perfab的全部assets都加載，instantiate時只是生成Clone。所以前兩種方式，除非你提前加載相關引用對象，否則第一次instantiate時會包含加載引用assets的操作，導致第一次加載的lag。

例子2：
從磁盤讀取一個1.unity3d文件到內存並建立一個AssetBundle1對象
AssetBundle AssetBundle1 = AssetBundle.CreateFromFile("1.unity3d");
從AssetBundle1裡讀取並創建一個Texture Asset,把obj1的主貼圖指向它
obj1.renderer.material.mainTexture = AssetBundle1.Load("wall") as Texture;
把obj2的主貼圖也指向同一個Texture Asset
obj2.renderer.material.mainTexture =obj1.renderer.material.mainTexture;
Texture是引用對象，永遠不會有自動複製的情況出現(除非你真需要，用代碼自己實現copy)，只會是創建和添加引用
如果繼續：
AssetBundle1.Unload(true)那obj1和obj2都變成黑的了，因為指向的Texture Asset沒瞭
如果：
AssetBundle1.Unload(false)那obj1和obj2不變，只是AssetBundle1的內存鏡像釋放了
繼續：
Destroy(obj1),//obj1被釋放，但並不會釋放剛才Load的Texture
如果這時候：
Resources.UnloadUnusedAssets();
不會有任何內存釋放因為Texture asset還被obj2用著
如果
Destroy(obj2)
obj2被釋放，但也不會釋放剛才Load的Texture
繼續
Resources.UnloadUnusedAssets() ;
這時候剛才load的Texture Asset釋放了，因為沒有任何引用了
最後CG.Collect();
強制立即釋放內存
由此可以引申出論壇裡另一個被提了幾次的問題，如何加載一堆大圖片輪流顯示又不爆掉
不考慮AssetBundle，直接用www讀圖片文件的話等於是直接創建了一個Texture Asset
假設文件保存在一個List裡
TLlist<string> fileList;
int n=0;
IEnumerator OnClick()
{
WWW image = new www(fileList[n++])；
yield return image;
obj.mainTexture = image.texture;

n = (n>=fileList.Length-1)?0:n;
Resources.UnloadUnusedAssets();
}
這樣可以保證內存裡始終只有一個巨型Texture Asset資源，也不用代碼追踪上一個加載的Texture Asset,但是速度比較慢
或者：
IEnumerator OnClick()
{
WWW image = new www(fileList[n++])；
yield return image;
Texture tex = obj.mainTexture;
obj.mainTexture = image.texture;

n = (n>=fileList.Length-1)?0:n;
Resources.UnloadAsset(tex);
}
這樣卸載比較快

Hog的評論引用：

感覺這是Unity內存管理暗黑和混亂的地方，特別是牽扯到Texture
我最近也一直在測試這些用AssetBundle加載的asset一樣可以用Resources.UnloadUnusedAssets卸載，但必須先AssetBundle.Unload, 才會被識別為無用的asset 。比較保險的做法是
創建時：
先建立一個AssetBundle,無論是從www還是文件還是memory
用AssetBundle.load加載需要的asset
用完後立即AssetBundle.Unload(false),關閉AssetBundle但不摧毀創建的對象和引用
銷毀時：
對Instantiate的對象進行Destroy
在合適的地方調用Resources.UnloadUnusedAssets,釋放已經沒有引用的Asset.
如果需要立即釋放加上GC.Collect()
這樣可以保證內存始終被及時釋放
只要你Unload過的AssetBundle ,那些創建的對象和引用都會在LoadLevel時被自動釋放。

全面理解Unity加載和內存管理機制之二：進一步深入和細節
Unity 幾種動態加載Prefab方式的差異:
其實存在3種加載prefab的方式：
一是靜態引用，建一個public的變量，在Inspector裡把prefab拉上去，用的時候instantiate
二是Resource.Load，Load以後instantiate
三是AssetBundle.Load,Load以後instantiate
三種方式有細節差異，前兩種方式，引用對象texture是在instantiate時加載，而assetBundle.Load會把perfab的全部assets都加載，instantiate時只是生成Clone。所以前兩種方式，除非你提前加載相關引用對象，否則第一次instantiate時會包含加載引用類assets的操作，導致第一次加載的lag。官方論壇有人說Resources.Load和靜態引用是會把所有資源都預先加載的，反複測試的結果，靜態引用和Resources.Load也是OnDemand的，用到時才會加載。

幾種AssetBundle創建方式的差異:
CreateFromFile:這種方式不會把整個硬盤AssetBundle文件都加載到內存來，而是類似建立一個文件操作句柄和緩衝區，需要時才實時Load，所以這種加載方式是最節省資源的，基本上AssetBundle本身不佔什麼內存，只需要Asset對象的內存。可惜只能在PC/Mac Standalone程序中使用。
CreateFromMemory和www.assetBundle:這兩種方式AssetBundle文件會整個鏡像於內存中，理論上文件多大就需要多大的內存，之後Load時還要佔用額外內存去生成Asset對象。

什麼時候才是UnusedAssets?
看一個例子：
Object obj = Resources.Load("MyPrefab");
GameObject instance = Instantiate(obj) as GameObject;
.........
Destroy(instance);
創建隨後銷毀了一個Prefab實例，這時候MyPrefab已經沒有被實際的物體引用了，但如果這時：
Resources.UnloadUnusedAssets();
內存並沒有被釋放，原因：MyPrefab還被這個變量obj所引用
這時候：
obj = null;
Resources.UnloadUnusedAssets();
這樣才能真正釋放Assets對象
所以：UnusedAssets不但要沒有被實際物體引用，也要沒有被生命週期內的變量所引用，才可以理解為Unused(引用計數為0)
所以所以：如果你用個全局變量保存你Load的Assets，又沒有顯式的設為null，那在這個變量失效前你無論如何UnloadUnusedAssets也釋放不了那些Assets的。如果你這些Assets又不是從磁盤加載的，那除了UnloadUnusedAssets或者加載新場景以外沒有其他方式可以卸載之。

一個複雜的例子，代碼很醜陋實際也不可能這樣做，只是為了加深理解

IEnumerator OnClick()

{

Resources.UnloadUnusedAssets();//清乾淨以免影響測試效果

yield return new WaitForSeconds(3);

float wait = 0.5f;

//用www讀取一個assetBundle,裡面是一個Unity基本球體和帶一張大貼圖的材質，是一個Prefab

WWW aa = new WWW(@"file://SpherePrefab.unity3d");

yield return aa;

AssetBundle asset = aa.assetBundle;

yield return new WaitForSeconds(wait);//每步都等待0.5s以便於分析結果

Texture tt = asset.Load("BallTexture") as Texture;//加載貼圖