15.UniTask官方文档

2.协程和Task

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2.1 知识点

同步与异步的基本概念

• 同步
  同步调用意味着方法1调用方法2时，必须等待方法2执行完毕后才能继续执行方法1。这样的调用模式虽然简单，但容易导致阻塞，降低程序响应速度。

• 异步
  异步调用允许方法1与方法2在代码中同时或交替执行。调用后方法1不会等待方法2执行完成，而是立即执行后续代码。这样可以提高程序响应性，充分利用资源，尤其在处理耗时操作时尤为有效。

异步不等于多线程

需要注意的是，异步编程仅是解决阻塞问题的编程模型，它并不意味着一定会使用多线程：

• 在 Unity 中，协程通过单线程的 PlayerLoop 实现异步效果，并没有真正创建新的线程。
• C# 的 Task 有时会涉及线程池切换，但其设计初衷主要是为了异步等待，而非并发处理。

因此，异步的优势在于不阻塞当前线程，而多线程则涉及额外的线程管理与同步问题。

Unity 协程存在的问题

传统的 Unity 协程虽然简单易用，但也存在一些局限性：

• 依赖 MonoBehaviour
  协程只能运行在继承了 MonoBehaviour 的组件上，无法在无此组件的上下文中使用。

• 异常处理缺失
  协程中异常往往无法被捕获或传递，导致调试与错误处理变得困难。

• 返回值获取困难
  协程无法像普通函数那样直接返回值，需要额外机制来获取结果，增加了编码复杂性。

C# 原生 Task 的局限性

虽然 C# 的 Task 为异步编程提供了一定支持，但在 Unity 中使用时也存在一些不足：

• 资源消耗较高
  Task 由于涉及线程切换和上下文捕获，可能会带来额外的内存分配和性能开销。

• 跨线程处理复杂
  Task 常常需要手动管理线程同步和上下文切换，与 Unity 的单线程模型不完全兼容，增加了开发和调试的难度。

测试脚本示例

以下示例代码展示了使用 Unity 协程和 C# Task 进行异步操作的效果，帮助理解异步调用不会阻塞主线程：

using System.Collections;
using System.Threading.Tasks;
using UnityEngine;

public class Lesson02_协程和Task : MonoBehaviour
{
    private bool _coroutineEnd = false;
    private bool _taskEnd = false;

    async void Start()
    {
        Debug.LogWarning("Start :" + Time.time);
        StartCoroutine(CoroutineTest());
        await TaskTest();
    }

    IEnumerator CoroutineTest()
    {
        Debug.LogWarning("Coroutine Start:" + Time.time);
        yield return new WaitForSeconds(1);
        Debug.LogWarning("Coroutine End:" + Time.time);
        _coroutineEnd = true;
    }

    async Task<int> TaskTest()
    {
        Debug.LogWarning("Task Start:" + Time.time);
        await Task.Delay(1000);
        Debug.LogWarning("Task End:" + Time.time);
        _taskEnd = true;
        return 1;
    }

    void Update()
    {
        if (_coroutineEnd 22 _taskEnd)
        {
            return;
        }
        Debug.Log("Update执行了" + Time.time);
    }
}

在此脚本中：

• 协程通过 StartCoroutine 启动并在等待 1 秒后结束。
• Task 异步方法使用 await Task.Delay(1000) 实现等待 1 秒，然后结束。但实际上可能并不准确。
• 在 Update 方法中，可以看到主线程持续运行，不论协程或 Task 是否完成，验证了异步调用不会阻塞主线程。

UniTask 的必要性与优势

为了解决上述问题，UniTask 专为 Unity 开发设计，其优势包括：

• 零 GC 分配
  采用基于值类型的 UniTask<T> 和自定义 AsyncMethodBuilder，大幅降低内存分配与 GC 压力。

• 单线程高效运行
  完全基于 Unity 的 PlayerLoop 运行，无需依赖线程池，避免了不必要的线程切换和同步复杂性。

• 直接支持 Unity 异步对象
  能够直接对 Unity 的 AsyncOperation、协程等进行 await，简化异步代码的编写。

• 兼容性与易用性
  UniTask 保留了 C# 原生 Task/ValueTask 的语义，同时在接口上进行了扩展，使异步编程更加直观和高效，极大地提升了开发效率。

总结

• 同步调用要求前一个方法执行完毕后才能继续，容易造成阻塞。
• 异步调用允许方法之间并行或交替执行，显著提高了响应性和资源利用率。
• 传统 Unity 协程存在依赖 MonoBehaviour、异常处理和返回值获取等问题。
• C# Task 虽支持异步，但在 Unity 中可能因资源消耗和线程切换复杂性而影响性能。
• UniTask 针对 Unity 环境进行了专门优化，实现零 GC、无多线程切换开销，简化了异步操作的使用，使开发者能够以更直观高效的方式编写异步代码。

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2.2 知识点代码

Lesson02_协程和Task.cs

using System.Collections;
using System.Threading.Tasks;
using UnityEngine;


public class Lesson02_协程和Task : MonoBehaviour
{
    private bool _coroutineEnd = false;
    private bool _taskEnd = false;

    async void Start()
    {
        Debug.LogWarning("Start :" + Time.time);
        StartCoroutine(CoroutineTest());
        await TaskTest();
    }

    IEnumerator CoroutineTest()
    {
        Debug.LogWarning("Coroutine Start:" + Time.time);
        yield return new WaitForSeconds(1);
        Debug.LogWarning("Coroutine End:" + Time.time);
        _coroutineEnd = true;
    }

    async Task<int> TaskTest()
    {
        Debug.LogWarning("Task Start:" + Time.time);
        await Task.Delay(1000);
        Debug.LogWarning("Task End:" + Time.time);
        _taskEnd = true;
        return 1;
    }

    void Update()
    {
        if (_coroutineEnd && _taskEnd)
        {
            return;
        }

        Debug.Log("Update执行了" + Time.time);
    }
}

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