Unity中的异步编程【1】—— Unity与async 、 await

dzj2021 2023-11-11 原文

新手在Unity里写东西，一个方法的内容如果写复杂了，容易把Uinty写死，就会卡帧，用流行的话来总结就是：在Update里面活生生把天聊死了。

此外，如果新手才入门，不擅长使用消息、事件来进行异步的统筹，一门心思在Update里面实现各种有延时有顺序的步骤，于是自己把自己绕晕不说，程序又难调试，难修改，更甚——帧率低下…

那么用协程来实现异步…聪明…

但，还有比协程更好用的异步框架，那就是UniTask

一、什么是异步：async和await是啥

异步这个概念一言难尽，里面涉及到很多上古时候的知识：单核/多核，单线程/多线程，并发/并行，阻塞/非阻塞…

举一个例子：
小赵夫妻响应祖国的号召，夫妻二人7年之内哗啦啦生了3个娃娃。对这对夫妻来说，他们生娃只能一胎一胎的生，所以小赵家生三娃这件事情就是单线程，而且是阻塞式的。
又过了几年，人们纷纷进城，村里的人越来越少，于是大家响应号召要多多生娃，特别是赵庄的赵太爷在县太爷面前拍了胸脯：2年之内，我们赵庄要增加100个新生儿。
于是赵太爷在村里做了动员，大伙儿也积极响应，纷纷备孕。于是赵庄生100个娃这件事情变成了多线程，而且是非阻塞的（大家一起生——这叫多线程，张家怀孕不会影响李家怀孕——这叫非阻塞）。

二、C#（.Net）中的异步

.Net自C#5开始，大概2012年前后，开始引入了异步编程（async和await），有了异步之后，很少需要手动去开线程了，而且业务更好理解，代码更加清晰。

同步举例：解放前的辛家庄有十户人，他们共用一个灶做饭，于是只能轮着顺序做饭…

以上做饭的总耗时为10

代码清单

using System;
using System.Threading.Tasks; //关键的包

public static void Cooking(int i ){
    Console.WriteLine($"第{i}户家庭开始做饭...");     
    Task.Delay(1000).Wait();
    Console.WriteLine($"第{i}户家庭做饭结束");    
}

public static void TestCooking(){
    for(int i = 0;i<10;i++)
    {
        Cooking(i);
    }
}

TestCooking();

异步举例：现在他们富裕了，每家都有一个灶，于是做饭的时候全村炊烟袅袅，大家各做各的，这做饭就成了并发（并行）。

张家做饭和李家做饭和不干涉，互不阻碍。

以下是他们十家一起做饭的壮观情景：
请注意红框中的【async】和【await】关键字

各家在各家做饭，虽然同一时间开始做，但总耗时为1

代码清单

public static async Task Cooking(int i ){
    Console.WriteLine($"第{i}户家庭开始做饭...");     
    await Task.Delay(1000);
    Console.WriteLine($"第{i}户家庭做饭结束");    
}

public static async Task TestCooking(){
    var allTasks = new List<Task>();
    for(int i = 0;i<10;i++)
    {
        allTasks.Add(Cooking(i));
    }
    
    await Task.WhenAll(allTasks.ToArray());
}

await TestCooking();

三、 Unity中的异步

问题的提出：点了按钮，隔三秒启动发动机，发动机转4秒，然后停机。以上内容把它写在一个方法里面。
解决办法1：一般大家能够想到的就是协程，没问题，这是Unity标准玩法，但是协程没有返回值，也不能好好调试…

解决办法2：聪明的你肯定想到.NET的 async和await了，但是，不好意思，Unity不能完美支持，比如在WebGL里面，就不支持多线程，async和await背后是多线程。所以，此路不通。

解决办法3：UniRX和UniTask
UniRX是上世代的产物，响应式编程兴起的时候创建的项目，至今已经进入稳态，官网特别说明，如果你要搞异步编程，那么就用UniTask，因为异步功能已经从UniRX拆分到UniTask了。

用UniTask完成以上业务：
点击【Button】后，启动发动机…停止发动机：

代码清单：

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using Cysharp.Threading.Tasks;//关键包
public class mytest : MonoBehaviour
{
    public Button myBtn;

    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {

        myBtn.onClick.AddListener(async ()=> 
        {
            //隔三秒启动发动机，发动机转4秒，然后停机
            Debug.Log($"{Time.realtimeSinceStartup}: 预热三秒");
            await UniTask.Delay(System.TimeSpan.FromSeconds(3),ignoreTimeScale:false);
            Debug.Log($"{Time.realtimeSinceStartup}: 启动发动机，发动机开始运转");
            await UniTask.Delay(System.TimeSpan.FromSeconds(4), ignoreTimeScale: false);
            Debug.Log($"{Time.realtimeSinceStartup}: 发动机停机");
        });
    }
}

四、发布和测试：WebGL发布并测试ok

五、附录

1、C#异步编程
 2、UniRX —— Unity响应式编程
 3、UniTask—— Unity异步编程

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