（二）Unity5.0新特性------unity內部：記憶體 和 效能（以及Unity5的升級最佳化），unity5

（二）Unity5.0新特性------unity內部：記憶體 和 效能（以及Unity5的升級最佳化），unity5

      我們的指令碼代碼裡經常會需要訪問gameObject引用或者某個組件的引用，最好的方式當然是在指令碼Awake的時候就把這些可能訪問的東西都緩衝下來；如果需要訪問臨時gameObject執行個體的某屬性或者臨時某組件的gameObject執行個體，在能夠確保組件一定存在（可以使用[RequireComponent( typeof(AudioSource ))] 如果沒有自動添加移除不了！）的情況下，可以用屬性訪問，畢竟屬性訪問比GetComponent要快上一倍，但是如果不能確定組件是否存在，甚至是需要對組件的存在性做判斷時，一定不要用對屬性訪問結果判空的方式，而要用GetComponent，這裡面節省的開銷不是一點半點鐘。       而在unity5中你是沒得選擇了，因為沒有了屬性訪問器。 看看的 GameObject類的對比。（4.6和5.0版本）     
unity內部：記憶體 和 效能Topics
• Memory Overview
• Garbage Collection
• Mesh Internals
• Scripting
• Job System一、 Memory OverviewMemory Domains記憶體域
• Native (internal)本地 (內部)
• Asset Data: Textures, AudioClips, Meshes
• Game Objects & Components: Transform, etc..
• Engine Internals: Managers, Rendering, Physics, etc..
• Managed - Mono
• Script objects (Managed dlls)
• Wrappers （封裝類）for Unity objects: Game objects, assets,components• Native Dlls
• User’s dlls and external dlls (for example: DirectX)

Native Memory: Internal Allocators本機記憶體： 內部分配器
• Default
• GameObject
• Gfx 圖形和渲染相關
• Profiler事件探查器
               5.x： 在 Dll 中使用原生分配器公開的 API
Managed Memory託管的記憶體
• Value types實值型別 (bool, int, float, struct, ...)          • 在堆棧記憶體中存在。當從堆棧中移除時取消分配。沒有GC。• Reference types (classes) 參考型別 （類）

• 在堆上存在，當長時間不再被引用時都由mono/.net GC刪除。• 封裝為 Unity Objects :

• GameObject

• Assets : Texture2D, AudioClip, Mesh, …

• Components : MeshRenderer, Transform, MonoBehaviour

Mono Memory Internals

• Allocates system heap blocks for internal allocator（為內部分配器分配系統堆塊）

• Will allocate new heap blocks when needed（ 在需要時將分配新的堆塊）

• Heap blocks are kept in Mono for later use（ 堆塊保持在Mono中以後使用）

• Memory can be given back to the system after a while（ 當過一段時間記憶體可以被交還給系統）•......但是它取決於平台è ，別指望它

• Garbage collector cleans up（記憶體回收行程清理）

• Fragmentation can cause new heap blocks even though memory is not exhausted（片段可以導致新的堆塊，即使記憶體不耗盡）
二、Garbage Collection Unity Object wrapper（封裝）• Some Objects used in scripts have large native backing memory in unity（在unity中在指令碼中被使用的一些對象有大批的本機支援記憶體）

• 直到運行Finalizers終結器記憶體才會釋放

Mono Garbage Collection•  GC.Collect

• Runs on the main thread when（運行在主線程上當：

• Mono exhausts the heap space（ Mono耗盡堆空間）

• Or user calls System.GC.Collect()（或使用者調用 System.GC.Collect()）

•  Finalizers終結器
     • Run on a separate thread（運行在一個單獨的線程上當：

• Controlled by mono（由mono控制• Can have several seconds delay（可以有幾秒鐘的延遲

•  Unity native memory（unity本機記憶體

• Dispose() cleans up internal memory（Dispose () 清理內部記憶體

• Eventually called from finalizer（ 最終從finalizer終結器調用

• Manually call Dispose() to cleanup（手動調用 Dispose() 清理

Garbage Collection
• Roots are not collected in a GC.Collect（在GC.Collect上Roots不會被收集）

• Thread stacks（線程堆棧）• CPU Registers（CPU 寄存器）• GC Handles (used by Unity to hold onto managed objects) GC 控制代碼 （使用Unity來守住託管對象）• 靜態變數 ！！

• Collection的時間尺度與託管的堆的大小

• 您分配的越多，gets變得越慢

GC: Best Practices 最佳做法
• Reuse objects . Use object pools（重用對象，使用對象池）
• 更喜歡基於堆棧的分配。使用結構而不是類
• System.GC.Collect 可以用於觸發collection
• 手動調用 Dispose立即清理
Avoid temp allocations避免臨時分配
• Don’t use FindObjects or LINQ
• Use StringBuilder for string concatenation
• Reuse large temporary work buffers（重用大量臨時工作緩衝區）
• ToString()
• .tag 改用 CompareTag() 方法

Unity API Temporary Allocations（臨時分配）
一些例子：
• GetComponents<T>
• Vector3[] Mesh.vertices
• Camera[] Camera.allCameras
• foreach

•  does not allocate by definition（定義不會分配)•  However, there can be a small allocation, depending on the implementation of .GetEnumerator()• 然而，根據具體的.GetEnumerator()實現可能會有 small有小的分配

5.x： 正在研究新的非分配non-allocating版本
Memory fragmentation記憶體片段
• Memory fragmentation is hard to account for（記憶體片段很難解釋）

• Fully unload dynamically allocated content（完全卸載動態分配內容）• 切換到一個空白情境，在next level之前

• This scene could have a hook where you may pause the game long enough to sample if there is anything significant in memory

• Ensure you clear out variables so GC.Collect will remove as much as possible
• 確保你clear變數，GC.Collect將刪除儘可能多地• 儘可能避免分配
• 重用對象儘可能在scene play下
• Clear them out for map load to clean the memory（把它們清理乾淨memory的地圖載入）
Unloading Unused Assets卸載未使用的資產
• Resources.UnloadUnusedAssets 將觸發資產記憶體回收

•他是搜尋所有unreferenced assets 和卸載他們•他是一個async operation非同步作業的 • 它loading 一個 level後在內部被調用

• Resources.UnloadAsset 是最好的

• 您需要知道到底您需要Unload卸載什麼•Unity而不必全部掃描

• Unity 5.0： 多線程的asset記憶體回收
三、Mesh Internals Mesh Read/Write Option
• 它允許您在運行時修改mesh• 如果啟用enabled, Mesh的系統副本會保留在記憶體中• enabled是預設
• 在某些情況下，禁用此選項不會減少記憶體使用量量

• Skinned meshes皮膚網格• iOS

Unity 5.0: disable by default預設情況下是禁用 – under consideration
Non-Uniform scaled Meshes非均勻縮放網格
我們需要正確轉換的頂點法線
• Unity 4.x:

• 在 CPU 上變換transform網格mesh• 建立資料的額外副本

• Unity 5.0

• 在 GPU 上縮放Scaled• 不再需要額外的記憶體

Static Batching這是什嗎？
• 它是最佳化，減少了draw calls 和狀態改變的數量他如何使用？
• 在player settings + Tag對象為static。如下：
它內部如何工作？
• Build-time 產生時間: Vertices are transformed to world- space頂點轉換為世界空間• Run-time已耗用時間: Index buffer is created with indices of visible objects索引緩衝建立與指數的可見對象Unity 5.0:
• Re-implemented static batching without copying of index buffers重新實施靜態配料而不複製索引緩衝 Dynamic Batching這是什嗎？
• 類似於靜態配料，在運行時對象是non-static
他如何使用？
• 在player settings• no need to tag. it auto-magically works…無需標記。它自動神奇地工作......它內部如何工作？
• objects are transformed to world space on the對象轉換到世界空間上
CPU
• 建立臨時的 VB & IB
• 在一個draw call 中呈現Rendered Unity 5.x:  我們正在考慮使每個平台參數

Mesh Skinning
根據平台的不同實現：
• x86: SSE
• iOS/Android/WP8: Neon optimizations
• D3D11/XBoxOne/GLES3.0: GPU
• XBox360, WiiU: GPU (memexport)
• PS3: SPU
• WiiU: GPU w/ stream out
Unity 5.0: Skinned meshes 通過共用執行個體之間的索引緩衝使用較少的記憶體
四、Scripting（重要！） Unity 5.0: Mono• No upgrade不能升級
• Mainly bug fixes主要 bug 修複
• New tech in WebGL: IL2CPP新科技在 WebGL： IL2CPP
• http://blogs.unity3d.com/2014/04/29/on-the-future-of-web-publishing-in-unity/
• 敬請： 會有關於它的部落格文章 GetComponent<T>       
它要求遊戲物體，得到一個指定類型的組件：
• The GO contains a list of Components
• GO包含Components組件的列表• 每個組件類型被比作 T
• 第一個組件的類型 T （或從 T 派生），將返回給調用方
• 不太多的開銷，但它仍然需要調入機器碼 Unity 5.0: Property Accessors屬性的訪問器
• 大多數accessors將在Unity 5.0中被移除• 目的是減少依賴，因此提高模組化
• Transform將仍然被保留• 現有的指令碼將被轉換。樣本：in 5.0:
Transform Component
• this.transform 是和 GetComponent<Transform>() 一樣
•  transform.position/rotation 需要:

• find Transform component• Traverse hierarchy to calculate absolute position遍曆階層來計算絕對位置• Apply translation/rotation

•  transform internally stores the position relative to the parent變換在內部儲存的位置是相對於父級

• transform.localPosition = new Vector(…) →  簡單的賦值• transform.position = new Vector(…)→  costs the same if no father, otherwise it will need to traverse the hierarchy up to transform the abs position into local• transform.position = 新的 Vector(...)→  如果沒有父親代價是一樣的，否則它將需要本地遍曆hierarchy得到transform的位置絕對值

• 最後，將通過messages通知其他組件 （對撞機、 剛體、 輕型、 相機、）。
Instantiate
API:

• Object Instantiate(Object, Vector3, Quaternion);• Object Instantiate(Object);

Implementation執行:

• 複製GameObject Hierarchy and Components• Copy Properties複製屬性• Awake• Apply new Transform (if provided)適用新的變換 （如果提供）

Instantiate cont..ed
• Awake 可以是昂貴的
• AwakeFromLoad （主線程）

• clear states清理狀態• internal state caching內部狀態緩衝• pre-compute預先計算

Unity 5.0:

• Allocations have been reduced分配已被減少• 一些內部的迴圈，用於複製的資料進行了最佳化

JIT Compilation（ JIT 編譯）
這是什嗎？
• 在進程中從 CIL 代碼產生機器代碼，在應用程式運行期間
Pros:優點：
• 為當前平台，它產生最佳化的代碼Cons:缺點：
•  Each time a method is called for the first time, the application will suffer a certain performance penalty because of the compilation
• 每次方法被第一次調用時，應用程式因為彙編將受到某些效能處罰  JIT compilation spikes
pre-JITting怎麼樣？• RuntimeHelpers.PrepareMethod 是行不通的：
....MethodHandle.GetFunctionPointer() 比較好
五、Job System Unity 5.0: Job System (internal)
job system的目標:• 基於多線程的代碼 可以很容易地寫得很高效率的工作• The jobs should be able to run safely in parallel to script code
• jobs工作應該能夠安全地平行的運行指令碼代碼 Job System: 它是什麼 ?• 它是一個Framework架構，我們打算在現有的和新的子系統中使用的• 我們想要Animation, NavMesh, Occlusion, Rendering,等等儘可能多的並行運行• 這最終將導致更好的效能