Unity多线程（C#）

前言

在这之前，有很多人在质疑Unity支不支持多线程，事实上Unity是支持多线程的。而提到多线程就要提到Unity非常常用的协程，然而协程并非真正的多线程。协程其实是等某个操作完成之后再执行后面的代码，或者说是控制代码在特定的时机执行。而多线程在Unity渲染和复杂逻辑运算时可以高效的使用多核CPU，帮助程序可以更高效的运行。本篇主要介绍在Unity中如何使用多线程。

• 首先引入C#中使用多线程的类库
  using System.Threading;

• 创建线程实例的四种方式
  1.线程执行无参方法

  • 构造语法
    /// <summary>
    /// 初始化 Thread 类的新实例。
    /// </summary>
    /// <param name="start">无参委托对象.</param>
    public Thread(ThreadStart start)
    start
    类型：System.Threading.ThreadStart
    表示开始执行此线程时要调用的方法的 ThreadStart 委托。
  • 实例
    void Start()
    {
    //创建无参线程对象
    Thread thr = new Thread(Func_NoArguments);
    //启动线程
    thr.Start();
    }
    /// <summary>
    /// Function Of No Arguments.
    /// </summary>
    void Func_NoArguments()
    {
    Debug.Log("Run Func_NoArguments");
    }

  2.线程执行有参方法

  • 构造语法
    /// <summary>
    /// 初始化 Thread 类的新实例。
    /// </summary>
    /// <param name="start">有参委托对象.</param>
    public Thread(ParameterizedThreadStart start)
    start
    类型：System.Threading.ParameterizedThreadStart
    一个委托，它表示此线程开始执行时要调用的方法。
    注意：参数只能有一个，且必须为object类型
  • 实例
    void Start()
    {
    //创建有参线程对象
    Thread thr = new Thread(Func_Arguments);
    //启动线程,传入参数
    thr.Start("Lanou");
    }
    /// <summary>
    /// Function Of Have Arguments.
    /// </summary>
    void Func_Arguments(object data)
    {
    Debug.Log("Run Func_Arguments, Data = " + data);
    }

  3.线程执行无参方法，限制线程要使用的最大堆栈大小

  • 构造语法
    /// <summary>
    /// 初始化 Thread 类的新实例。
    /// </summary>
    /// <param name="start">无参委托对象.</param>
    /// <param name="maxStackSize">使用的最大堆栈大小.</param>
    public Thread(ThreadStart start,int maxStackSize)
    start
    类型：System.Threading.ThreadStart
    表示开始执行此线程时要调用的方法的 ThreadStart 委托。
    maxStackSize
    类型：System.Int32
    线程要使用的最大堆栈大小（以字节为单位）；如果为 0，则使用可执行文件的文件头中指定的默认最大堆栈大小。
    重要事项：对于部分受信任的代码，如果 maxStackSize 大于默认堆栈大小，则将其忽略。 不引发异常。
  • 实例
    void Start()
    {
    //创建无参线程对象,限制256KB堆栈大小
    Thread thr = new Thread(Func_NoArguments,262144);
    //启动线程
    thr.Start();
    }
    /// <summary>
    /// Function Of No Arguments.
    /// </summary>
    void Func_NoArguments()
    {
    Debug.Log("Run Func_NoArguments");
    }

  4.线程执行有参方法，限制线程要使用的最大堆栈大小

  • 构造语法
    /// <summary>
    /// 初始化 Thread 类的新实例。
    /// </summary>
    /// <param name="start">有参委托对象.</param>
    /// <param name="maxStackSize">使用的最大堆栈大小.</param>
    public Thread(ParameterizedThreadStart start,int maxStackSize)
    start
    类型：System.Threading.ParameterizedThreadStart
    一个委托，它表示此线程开始执行时要调用的方法。
    注意：参数只能有一个，且必须为object类型
    maxStackSize
    类型：System.Int32
    线程要使用的最大堆栈大小（以字节为单位）；如果为 0，则使用可执行文件的文件头中指定的默认最大堆栈大小。
    重要事项：对于部分受信任的代码，如果 maxStackSize 大于默认堆栈大小，则将其忽略。 不引发异常。
  • 实例
    void Start()
    {
    //创建有参线程对象,限制256KB堆栈大小
    Thread thr = new Thread(Func_Arguments,262144);
    //启动线程,传入参数
    thr.Start("Lanou");
    }
    /// <summary>
    /// Function Of Have Arguments.
    /// </summary>
    void Func_Arguments(object data)
    {
    Debug.Log("Run Func_Arguments, Data = " + data);
    }

• 启动线程（上文已使用）

  • 无参启动
    void Start()
    {
    //创建无参线程对象
    Thread thr = new Thread(Func_NoArguments);

//启动线程
thr.Start();

    }
    /// <summary>
    /// Function Of No Arguments.
    /// </summary>
    void Func_NoArguments()
    {
        Debug.Log("Run Func_NoArguments");
    }

• 有参启动
  void Start()
  {
  //创建有参线程对象
  Thread thr = new Thread(Func_Arguments);

//启动线程,传入参数
thr.Start("Lanou");

    }
    /// <summary>
    /// Function Of Have Arguments.
    /// </summary>
    void Func_Arguments(object data)
    {
        Debug.Log("Run Func_Arguments, Data = " + data);
    }

• 常用方法
  • public static void Sleep( int millisecondsTimeout)将当前线程挂起指定的毫秒数。
    millisecondsTimeout
    millisecondsTimeout
    类型：System.Int32
    挂起线程的毫秒数。 如果 millisecondsTimeout 参数的值为零,则该线程会将其时间片的剩余部分让给任何已经准备好运行的、有同等优先级的线程。 如果没有其他已经准备好运行的、具有同等优先级的线程，则不会挂起当前线程的执行。
  • public void Resume()
    继续已挂起的线程。(已过时)
  • public void Abort()
    在调用此方法的线程上引发 ThreadAbortException，以开始终止此线程的过程。 调用此方法通常会终止线程。
  • public void Join()
    阻止调用线程直到线程终止，同时继续执行标准的 COM 和 SendMessage 传送。
  • public enum ThreadPriority
    指定 Thread 的调度优先级。

• 通过线程池执行线程

  • ThreadPool.QueueUserWorkItem 方法 (WaitCallback)
    public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback callBack)
    callBack
    类型：System.Threading.WaitCallback
    一个 WaitCallback，表示要执行的方法。
    返回值
    类型：System.Boolean
    如果此方法成功排队，则为 true；如果无法将该工作项排队，则引发 NotSupportedException。

• Unity使用多线程注意

  1. 变量都是共享的(都能指向相同的内存地址)
  2. UnityEngine的API不能在分线程运行
  3. UnityEngine定义的基本结构(int,float,Struct定义的数据类型)可以在分线程计算，如 Vector3(Struct)可以 ， 但Texture2d(class,根父类为Object)不可以。
  4. UnityEngine定义的基本类型的函数可以在分线程运行

• Unity多线程插件
  LOOM Multi Threading Framework 1.7 下载地址
  

  LOOM Multi Threading Framework

  • 核心方法
    /// <summary>
    /// Unlike "StartMultithreadedWorkloadExecution", you will have to build your own IThreadWorkerObject.
    /// Downside: It requires some extra work. Upside: you got more controll over what goes in and comes out
    /// Infact: You can create you own polymorphed IThreadWorkerObject-array, each ellement being a completely different type. For example: the statemachines of enemies are IThreadWorkerObject's and the array contains completely different classes with enemies/AI-behaviours.
    /// </summary>
    /// <param name="workerObjects">An array of IThreadWorkerObject objects to be handled by the threads. If you want multiple cores/threads to be active, make sure that the number of IThreadWorkerObject's proves matches/exeeds your preferred number maxWorkingThreads. </param>
    /// <param name="onComplete">Fired when all re-packaged workLoad-objects are finished computing</param>
    /// <param name="onPackageExecuted">Fires foreach finished re-packaged set of workLoad-object</param>
    /// <param name="maxThreads"> Lets you choose how many threads will be run simultaneously by the threadpool. Default: -1 == number of cores minus one, to make sure the MainThread has at least one core to run on. (quadcore == 1 core Mainthread, 3 cores used by the ThreadPoolScheduler)</param>
    /// <param name="scheduler">If Null, a new ThreadPoolScheduler will be instantiated.</param>
    /// <param name="safeMode">Executes all the computations within try-catch events, logging it the message + stacktrace</param>
    /// <returns>A ThreadPoolScheduler that handles all the repackaged workLoad-Objects</returns>
    public static ThreadPoolScheduler StartMultithreadedWorkerObjects(IThreadWorkerObject[] workerObjects, ThreadPoolSchedulerEvent onCompleteCallBack, ThreadedWorkCompleteEvent onPackageExecuted = null, int maxThreads = -1, ThreadPoolScheduler scheduler = null, bool safeMode = true)
    {
    if (scheduler == null)
    scheduler = CreateThreadPoolScheduler();

        scheduler.StartASyncThreads(workerObjects, onCompleteCallBack, onPackageExecuted, maxThreads, safeMode);
        return scheduler;
    }
    

结束语

Unity可以使用多线程，但对其有很多限制，所以在不使用UnityEngine API的情况下，可以使用多线程，提高多核CPU的使用率。通常可以将需要大量计算的算法内容，放置到多线程中执行，包括逻辑框架也可以放到多线程中执行。本篇理论性较强，后期会陆续发布实战型文章。