优化Unity游戏中的垃圾回收

使用Profiler查找堆分配

一. 减少垃圾收集的影响方式：

1. 减少GC运行时间。（减少堆分配和对象引用）
2. 降低GC运行频率。 (减少堆分配和释放的频率)
3. 在合适的时机手动触发GC回收，使其在对性能不重要的时候运行，例如在加载屏幕期间。

二. 减少产生的垃圾量

1. 使用缓存
2. 不要在频繁调用函数中分配
3. 调用Collections类的Clear()，避免重复创建集合。
4. 使用对象池

三. 不必要的堆分配的常见原因

String

在C#中，String是引用类型，所以无论创建还是销毁String类型对象都会产生垃圾。
使用字符串+号运算符时；Unity都会使用新的值创建一个新的字符串并丢弃旧字符串。这会产生垃圾.

1. 如果多次使用相同的字符串，我们应该创建一次字符串并缓存该值。
2. 减少不必要的字符串操作。
   例如：一个经常更新的Text组件并包含一个连接的字符串，应该考虑把它分成两个Text组件。
3. 如果必须在运行时构建字符串，我们应该使用StringBuilder类。
   StringBuilder类设计用于构建没有分配的字符串，并将节省我们在连接复杂字符串时产生的垃圾量。
4. 当调试不再需要Debug.Log()时，应该删除它们。
   因为即使不输出任何东西，对Debug.Log()的调用会创建并处理至少一个字符串。

Unity函数调用

一些Unity函数会调用创建堆分配。
避免的方式推荐：

1. 缓存函数结果
2. 减少调用次数
3. 重构我们的代码以使用不同的函数

当访问一个返回数组的Unity函数时，都会创建一个新数组并作为返回值传递出来。
这种行为并不总是明显或预期的，尤其是当函数是accessor（访问器）时。
例如：Mesh.normals

//以下每次迭代都会创建一个新数组
void ExampleFunction()
{
    for(int = 0; i < myMesh.normals.Length; i++)
    {
        Vector3 normal = myMesh.normals[i];
    }
}
//优化
void ExampleFunction() 
{
    Vector3 meshNormals = myMesh.normals[];
    for(int = 0; i < meshNormals.Length; i++)
    {
        Vector3 normal = meshNormals[i];
    }
}

• 替代函数

  • GameObject.name,GameObject.tag 这两个函数都是返回新字符串的访问器。
  • 替代函数可以用GameObject.CompareTag();

      private string playerTag = "Player";
      void OnTriggerEnter(Collider other)
      {
          bool isPlayer = other.gameObject.tag == playerTag;
          //替换函数
          bool isPlayer = other.gameObject.CompareTag(playerTag);
      }       
  

  • 其他函数调用替代版本；
  • Input.GetTouch() 和 Input.touchCount 代替 Input.touches
  • Physics.SphereCastNonAlloc() 代替 Physics.SphereCastAll();

• 避免Boxing(装箱)
  当值类型装箱时，Unity在堆上创建一个临时System.Object 来包装值类型变量，当这个临时对象被释放时，会产生垃圾。

• 协程

  • 由于Unity必须创建实例来管理协程，调用StartCoroutine()会产生少量垃圾。
  • 在性能关键时刻运行的协程应提前启动
  • yield return 0; 会装箱，应使用 yield return null;
  • 协程的另一个常见错误是在多次使用相同的值时使用new,例如：

    while(!isComplete)
    {
        yield return new WaitForSeconds(1f);
    }
    
    //应该缓存并重用WaitForSeconds对象
    WaitForSeconds delay = new WaitForSeconds(1f);
    While(!isComplete) 
    {
        yield return delay;
    }

使用一些协程的常见替代方案： 消息通知系统、命令模式、Update函数记录时间。

• Foreach循环
  Unity5.5之前，foreach循环会产生垃圾，因为存在装箱。

对于函数的引用，无论是匿名方法还是命名方法，都是Unity中的引用类型变量。

将匿名方法转换为闭包会显著增加内存使用量和堆分配。
所以尽量减少函数引用和闭包的使用。

Linq和正则表达式

Linq和正则都会产生装箱。
最好避免使用。

构建我们的代码以最小化垃圾收集的影响

    public struct ItemData 
    {
        public string name;
        public int cost;
        public Vector3 position;
    }
    private ItemData[] itemData;
    
    //可修复为下面的方式，以减少GC必须做的检查工作。
    private string[] itemNames;
    private int[] itemCosts;
    private Vector3[] itemPositions;

• 减少不必要的对象引用。

手动强制垃圾回收

System.GC.Collect();