unity3d性能：GC分析2
unity
本文讲解针对GC的优化具体的操作，针对GC的产生以及原理不清晰的可以查看
文章。本文分析的几个点：
1 缓存
2 定时器
3 对象池
4 数组
5 减少不必要内存垃圾
6 减少单次GC的运行时间
缓存
在函数中，如果使用数组并且不需要返回该数组作为函数结果，就会产生不必要的堆内存垃圾，这时可以在函数外对函数进行缓存操作。
例如如下代码，每次调用都会产生一个新的数组，造成内存分配，使用完该函数会导致产生内存垃圾，主要是每次都用都产生一个。
void OnTriggerEnter()
{
Transform[ ] objLists = Transform.GetChildrens();
ExampleFunction2(objList);
}
然而如下代码，通过缓存一个数组，则每次调用函数都不会进行新的内存分配，重复使用缓存的数组，从而减少了内存垃圾的产生。
public Transform[ ] objList;
void Start()
{
objList = Transform.GetChildrens();
}
void OnTriggerEnter()
{
ExampleFunction(objList);
}
另外在update()/LateUpdate()等函数中，添加条件判断以及计时器用来减少堆内存分配。
void Update()
{
Test(transform.postion);
}
void Test()
{
GameObject box = Instanist("Prefabname") as gameObject;
box.tranfrom.positon = transfrom.postion;
}
定时器
上述代码表示，在绑定该脚本的物体的运行轨迹上，不断的创建box物体，又可以是为了画出物体的运动轨迹或者汽车的车胤之类的功能，当然写法是不好的，此处只为示例。update中不断的创建box,不断的产生堆内存垃圾。改为如下代码：
public Vector3 PreviousPostion;
Update（）
{
if(tranform.postion ! = PreviousPostion)
{Test(tranform.positon);}
}
void Test()
{
GameObject box = Instanist("Prefabname") as gameObject;}
box.tranfrom.positon = transfrom.postion;
PreviousPostion = transform.postion;
}
上述代码保证了，当物体位置不断的时候，不会创建新的box，有效的降低了内存垃圾的产生频率。如果再加上一个定时器如下：
public float Time =2;
Update()
{
Time -= time.deltaTime;
if(Time <= 0)
{
if(transform.postion != PreviousPostion)
{
Test(transform.postion);
}
Time = 2;
}
}
通过条件判断，定时器来限制Update()函数中某些容易产生对内存分配的执行频率，可以有效的降低内存垃圾的产生。
对象池
另外一点，对于unity3d中生命周期函数update()中，尽量避免创建引用类型，可以在变量声明处进行缓存，此时如果必须要进行对象的重复创建销毁，例如王者荣耀中，英雄不断的出生死亡，暴君小兵的销毁创建，针对此类问题，需要我们经常使用的对象池概念object-Pool。不理解可查看unity中对象池（引用文章）对象池的意义在于，减少对内存的垃圾，减少GC，提升游戏性能。对象池对应的单例设计模式在上文中有详细介绍，再次不做细致应用讲解。另一篇官方的对象池相关的文章Unity：Object Pooling,是一篇不错的从本质上理解对象池概念的文章。
List.Clear()
这个是老生常谈的问题了。游戏开发中很多时候有些不注意的地方容易产生多余的数组分配,导致不必要的内存垃圾。下列代码中m_objList列表每次使用都需要重新创建一个，重新分配一段堆内存，产生巨大垃圾。
Update（）
{ m_objList = new List();
Test(m_objList);
}、
改为如下代码，只需要创建一个列表，每次需要使用的时候，Clear()一些就可以当作新的列表使用了，类似于对象池的概念，重复利用率达到最高，尽量减少内存垃圾，减少GC调用的次数，单次GC的运行时间。
public List m_objListe;
Update（）
{
m_objList.Clear()
Test(m_objListe);
}
减少不必要内存垃圾
string字符串
C#中string为引用类型，分配到heap上，所以需要GC来清理回收。项目开发中对string的操作非常多，不注意会导致内存垃圾。string变量定义赋值后，如string name = "xiaoTang"，name的值“xiaoTang”是不可更改的，如name +=" 3 years old"；这样会产生一个新的string name = "xiaoTang 3 years old";而“xiaoTang”这个旧的string还是存在于内存中，作为一个单独的变量，没有被使用，变成了内存垃圾。这就是字符串容易产生内存垃圾的原理。那么如果游戏中Text总的内容是一个显示变化的标签，就更容产生巨大的垃圾了。如下面代码所示。
public Text timerText;
private float timer;
void Update()
{
timer += Time.deltaTime;
timerText.text = "Time:"+ timer.ToString();
}、
更改后，变化的部分和不变的部分分离，代码得到很大优化。
public Text timerHeaderText;
public Text timerValueText;
private float timer;
void Start()
{
timerHeaderText.text = "TIME:";
}
void Update()
{
timerValueText.text = timer.ToString();
}
PS：针对string的Key：
1 降低字符串创建次数：1个string被多次使用就要缓存起来，降低string多次创建。
2 降低字符串操作次数：Text中的不变部分与可变部分分离开，作为2个单独的Text。
3 StringBiulderClasss：代替string进行字符串实时创建。stringBuilderCalss专门针对不需要内存分配设计。
4 Debug.Log()函数：即使输出为空，也会创建至少1个空字符串，项目中大量使用输出，需注意。
Unity3d函数调用
编写代码时，调用插件/工具/引擎代码中函数时，容易产生内存garbage。本节列举部分：
Mesh.normals:迭代器中不断使用myMesh.normals，函数每次返回会创建一个数组用以存放结果。
voidExampleFunction()
{for(inti=0; i < myMesh.normals.Length;i++)
{
Vector3 normal=myMesh.normals[i];
}
}
同样功能，替代代码：只产生了一个垃圾，替代了迭代器中多个垃圾。
voidExampleFunction()
{
Vector3[] meshNormals=myMesh.normals;
for(inti=0; i < meshNormals.Length;i++)
{
Vector3 normal=meshNormals[i];
}
}
GameObject.name/GameObject.tag/input.touches/Phycis.PhereCastNonAlloc():这些函数都会产生用以返回结果的应用类型内存垃圾，unity提供了替代函数避免垃圾产生；
privatestringplayerTag="Player";
void OnTriggerEnter(Collider other)
{
boolisPlayer = other.gameObject.tag ==playerTag;
}
替代代码：gameObject.CompareTag()函数替代GameObject.Tag进行比较，避免垃圾产生。
privatestringplayerTag ="Player";
voidOnTriggerEnter(Collider other)
{
boolisPlayer =other.gameObject.CompareTag(playerTag);
}
用Input.GetTouch()和Input.touchCount()来代替Input.touches
Physics.SphereCastNonAlloc()来代替Physics.SphereCastAll()。
装箱
装箱操作指：值类型被用作应用类型时内部变化过程。如：int类型被当作参数传入需要object类型参数的函数。string.Format(string,Object);
voidExampleFunction()
{int cost =5;
string displayString = String.Format("Price:{0} gold",cost);
}
cost变量进行了装箱操作。装箱操作会在堆内存上分配一个system.Object空间来缓存变量，这个缓存变量就是垃圾。当然，函数调用中，很多插件工具闭包中的代码我们不知道，调用的时候很容易产生垃圾，需要我们尽量避免。
协程(StartCoroutine())
yield return 0；会产生垃圾，0作为int值类型传入了需要object引用类型个的函数中，产生了装箱操作。yield return null替代就不会有问题。
对于协程，unity用来控制主线程之外的独立任务，或者用以控制代码执行顺序。替代方法很多，多个事件之间可以利用委托事件方法实现控制代码执行顺序。
Foreach（）
unity5版本之间，每一次迭代会产生一个object引用对象垃圾，是由于装箱操作引起的。5版本之后，unity修复了此问题，再次不在赘述。
如何降低单次GC的运行时间？
该部分主要讲重构代码：
每次GC，需要检查所有的堆内存上的对象，引用类型对象的数量要降低。
struct类型是值类型，如果里面包含引用类型，GC就必须检查struct里面所有的对象，包含值类型。如下，name导致GC 的时候struct结构体中所有对象都必须进行检查。
public struct ItemData //值类型
{
public string name; //引用类型
public int cost;
public Vector3 position;
}
private ItemData[] itemData;
重构代码的方式，是把struct拆分开，这里根据具体需要做决定，有些时候这样的重构方式导致程序可读性差，读者自己权衡。
如下代码，GC检查dialogData的时候，会检查nextDialoglog对象。替代代码中用ID替代了对象实体的引用，避免了检查次数的增加。
publicclassDialogData
{privateDialogData nextDialog;publicDialogData GetNextDialog()
{returnnextDialog;
}
}
替代代码：
publicclassDialogData
{privateintnextDialogID;publicintGetNextDialogID()
{returnnextDialogID;
}
}
