本文分享Unity中的MonoBehaviour脚本-基础知识和继承关系

作为一个程序员, 在Unity中开发, 我们接触最多的对象之里一定有MonoBehaviour, 所以作为Unity基础知识学习, 总结和回顾的一部分, MonoBehaviour是怎么也绕不过去的一个重点部分.

在讨论MonoBehaviour之前, 我们需要先对其父类和祖先类做基本的介绍, 因为我们日常耳熟能详的MonoBehaviour的一些性质和行为很多都来自于其父类和祖先类.

MonoBehaviour父类和祖先类

我们先来看一张Unity中常用的类的继承关系图, 这会在后面经常用到:

我们接下来依次对其父类和祖先类做简单说明, 因为重点不是她们, 所以只是点到为止, 具体的细节我们会在专门的文章中介绍.

System.Object和UnityEngine.Object

大家都知道, System.Object是C#中所用引用类型的基类, 所有的引用类型隐式继承于她, Unity中的引用类型当然也不能例外.

而UnityEngine.Object是Unity中所有引用类型的基类, 提供了一部分基础的属性和操作, 我们比较常用的GetInstanceID/Instantiate/DestroyXXX/FindObjectXXXX/DontDestroyOnLoad/判空/对象相等之类的接口都是来自这个类.

任何UnityEngine.Object的类型或者其子类类型的变量都可以在属性面板上作为下拉对象进行选择.

GameObject

GameObject是Unity"世界"(Scene)中的实体类的基类, 说是基类, 但是却标记为sealed, 不能被继承.

她不是MonoBehaviour的父类或者祖先类, 但是却是其前置条件, 也就是说, 在Unity中, 我们写的大部分"组件类型的脚本"是依附于GameObject而存在的.

在这篇文章中, 我们需要理解的是:

• Scene中的一切都是GameObject.
• Prefab是序列化之后的GameObject.
• 我们编写的, 再加上一部分Unity内置的脚本需要依托于GameObject而存在.
• GameObject存在是否"激活"的状态, 通过SetActive来设置, 通过activeSelf和activeInHierarchy 来查询(只有都为true时, 对象才是真正的"激活").
• 只有处于激活状态的GameObject身上的脚本的生命周期才能生效.
• GameObject提供组件的添加和获取, 移除组件需要使用Object.DestroyXXX.
• 每个GameObject至少有一个Transform组件, 因为是"世界"中的一个对象, 那么至少需要有一个组件来描述其位置和大小等信息.

Component

组件类的基类, 组件代表所有可以附加到GameObject的对象(通过手动或者AddComponent接口).

Component也提供了transform/GetComponentXXX等属性和接口, 在内部其实是使用其附加的GameObject来调用.

Unity不鼓励我们自己创建Component, 而是使用其子类, 如MonoBehaviour或者UIBehaviour.

Behaviour

在Component的基础之上, 添加了"启用"和"禁用"的能力. 只有启用(enabled=true)了的Behaviour才能进行更新.

有很多常用的类都是继承于Behaviour, 比如AudioSource, Camera, Animation, 当然, 最常用的还是MonoBehaviour.

像Rigidbody之类的类, 继承于Component, 在属性面板上就没有禁用按钮:

MonoBehaviour

我们在Unity中写的脚本大部分都继承于MonoBehaviour, 相比于Behaviour, MonoBehaviour主要增加了一些方法和很多"消息", 也就是生命周期回调.

我们先来说说增加的方法.

实例方法和类方法

MonoBehaviour增加了一个类方法:print, 效果与Debug.Log相同.

MonoBehaviour增加的实例方法主要是"延迟调用"和"协程"方面:

延迟调用

• public void Invoke(string methodName, float time): 延迟time时间调用本类中名称为methodName的方法, 当time=0时, 将在下一帧进行调用.
• public void InvokeRepeating(string methodName, float time, float repeatRate): 延迟time时间调用本类中名称为methodName的方法, 并在之后的每repeatRate时间重复调用, 当time=0时, 将在下一帧进行调用, 当repeatRate=0时, 不会重复调用.
• public bool IsInvoking(string methodName): 查找本类中名称为methodName的方法是否存在InvokeXXX调用.
• public void CancelInvoke(string methodName): 取消对象上所有名为methodName的Invoke方法调用.
• public void CancelInvoke(): 取消对象上所有Invoke方法调用.

协程

协程启动

关于协程, 我之前写了两篇文章, 详情可以参考Unity的协程和Lua的协程和Unity的中自定义协程指令和协程的模拟实现, 感兴趣的同学可以移步一观, 这里不再赘述.

• public Coroutine StartCoroutine(IEnumerator routine): 将一个迭代器以协程方式执行, 这是Unity最常用的形式.
• public Coroutine StartCoroutine(string methodName): 将本类中指定方法当做协程调用.
• public Coroutine StartCoroutine(string methodName, [DefaultValue("null")] object value): 将本类中指定方法当做协程调用, 另外, 可以传递一个引用类型参数.

启动协程后都会返回一个Coroutine 对象, 我们可以将其记录下来作为唯一性的判断或者中途临时关闭协程使用.

这里顺便说明一下, 通过方法名来启动协程不是Unity推荐的方式.

关闭协程

默认情况下, 协程执行完毕, 或者脚本所挂载的游戏对象被销毁后, 协程会自动关闭, 而有时我们需要手动关闭, 可以使用下面的方式:

• public void StopCoroutine(Coroutine routine): 通过启动协程返回的Coroutine对象来关闭协程.
• public void StopCoroutine(IEnumerator routine): 通过用于启动协程的同一个迭代器对象来关闭协程.
• public void StopCoroutine(string methodName): 通过方法名来关闭协程, 注意这里, 如果多次通过方法名来启动协程, 每个协程都是独立的, 但是通过方法名来停止协程, 会将所有以方法名启动的协程关闭.
• public void StopAllCoroutines(): 停止脚本对象上所有协程, 只会对脚本启动的协程起作用, 也就是说不影响同一个游戏对象上, 由其他脚本启动的协程.

手动关闭协程时, 其真正的关闭点是迭代器的下一次调用, 参考下面的例子:

private IEnumerator Test()
{
    int i = 0;
    while(i <= 10)
    {
        Debug.Log($"Test {Time.frameCount}");
        yield return new WaitForSeconds(1); // 这里

        i++;
        if (i >= 1)
        {
            StopAllCoroutines(); // 这里停止之后, 需要在下一次循环的[第7行]才真正关闭
            Debug.Log($"Finish {Time.frameCount}");
        }
    }

    Debug.Log($"Finish {Time.frameCount}"); // 自动关闭才执行到这里
}

值的注意的是, 关闭协程需要与启动协程的接口搭配使用, 比如使用方法名来启动, 那么就使用方法名来关闭, 而使用启动返回的协程对象来关闭则不在这个限制内.

还有一点也是需要关注的: 协程的运行需要依托于游戏对象, 如果脚本依托的游戏对象从激活切换到非激活状态, 那么协程也会关闭, 且游戏对象再次激活之后也不会恢复协程, 仅仅是禁用脚本是不影响协程执行的.

异步任务

从C#7.1开始, 我们可以直接使用.net提供的异步任务机制(async/await/Task)来实现协程或者延迟调用, 我之前也写了专门的文章, 感兴趣的同学可以移步这里: C#中使用async和await实现异步Udp通讯.

总结

最后我们在来总结下几个类.

几个Object

System.Object是C#世界中的对象, UnityEngine.Object是Unity世界中的对象, UnityEngine.GameObject是Unity场景中的实体对象. 她们是继承关系, 抽象的程度不同, 一层层增加了适应自身所在世界的属性和函数.

System.Object使用object作为类型标识, UnityEngine.Object使用Object作为类型标识(一个首字母大写, 一个小写), UnityEngine.GameObject使用GameObject作为类型标识.

System.Object主要提供的是:“创建对象(构造函数)”, “判等(Equal)”, “GetHashCode”, “GetType”, “ToString”.

UnityEngine.Object主要提供的是: “名称”, “对象的创建(构造函数), 查找和销毁”, “获取对象实例id”, “重载操作符(==, !=, bool(可以直接将对象当做条件表达式的条件))”.

UnityEngine.GameObject主要提供的是: “创建游戏对象(构造函数)”, “在世界中的定位描述(Transform)”, “激活与否的状态(active, 在世界中是否可见, 可用)”, “查找游戏对象”, “添加和获取组件”, “向身上挂载的MonoBehaviour发送消息(调用函数)”

几个Component

Component在UnityEngine.Object的基础之上, 额外提供了"附加"到GameObject上的能力. 也就是说, Unity的场景由一个个游戏对象组成, 而游戏对象又包含一个个Component.

Behaviour在Component的基础之上, 额外提供了"可用"的能力. 也就是说每个Behaviour可以附加到游戏对象上, 而且可以设置可用与否.

MonoBehaviour在Behaviour的基础之上, 额外提供了很多"延迟函数调用"和"协程执行函数"的能力, 更重要的是提供了很多生命周期函数, 配合Unity内置的Component来完成各种需求的开发.

最后

今天主要是介绍MonoBehaviour的基础知识, 附带对其父类和祖先类进行了提纲挈领的介绍, 让大家对相关的每个类有了大致的了解, 这对于理解Unity的其它内容有着至关重要的作用.

在下一篇文章, 我们会仔细探讨MonoBehaviour生命周期函数, 对其中常用的回调做深入的介绍和实验. 而且其中有些点可能会颠覆我们之前的认知, 敬请期待.

好了, 今天的内容就是这些, 希望对大家有所帮助.