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小編給大家分享一下Unity中對象和序列化的示例分析，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！
在理解Unity如何確保萬無一失地管理數據之前，首先要知道Unity是如何識別并序列化數據的。首先第一點，要正確區分資源（Asset）和對象（UnityEngine.Objects）。
資源（Asset）是硬盤中的文件，存儲在Unity工程的Assets文件夾內。例如，紋理（Texture），材質（Material）和FBX文件等，它們都是資源。一些資源的數據格式是Unity原生支持的，例如材質。有些資源則需要轉換為原生的數據格式后才能被Unity使用，例如FBX文件。
UnityEngine.Object，或者說以大寫字母O開頭的Object——對象，代表序列化數據的集合，表示某個資源的具體實例。它可以是Unity引擎使用的任何類型的資源，例如網格，Sprite，音頻剪輯或動畫剪輯。所有的對象（Object）都是UnityEngine.Object基類的子類。
幾乎所有的對象（Object）類型都是內建的，其中有兩種比較特殊的類型。
ScriptableObject為開發者提供了一套便捷的系統，供開發者自定義數據類型。這些類型可以被Unity直接序列化或反序列化，并在Unity編輯器的檢視器窗口中進行操作。
MonoBehaviour提供了鏈接MonoScript的容器。MonoScript是一種內部數據類型，Unity用它保存對某個特定程序集和命名空間中特定腳本類的引用，MonoScript本身不包含任何實際的可執行代碼。
資源（Asset）與對象（Object）是一種一對多的關系，即一個資源文件可能會包括多個Object。
所有UnityEngine.Objects都可以引用其他的UnityEngine.Objects。這里“其他的Object”可能存在于相同的資源文件中，或需要從其他資源文件導入。例如，一個材質Object通常有一個或多個紋理Object的引用。這些紋理Object一般是從一個或多個紋理資源文件中導入的（例如PNG或JPG文件）。
序列化后，這些引用由兩部分數據組成：文件GUID和本地ID。文件GUID用于識別資源（Asset）文件中目標資源（Resource）的存儲位置。而本地唯一(1)的ID負責識別單個資源文件中的Object，因為一個資源文件可能會包含多個Object。
文件GUID存儲于.meta文件中。Unity會在首次導入資源文件時生成.meta文件，并和資源文件一起存儲在相同的目錄中。
上述的識別和引用系統可以使用文本編輯器查看：
創建一個全新的Unity工程，更改編輯器設置，將Edit - Project Settings - Editor中的Version Control設為Visible Meta Files，并將Asset Serialization設為文本。
新建材質并向工程中導入一個紋理。將材質賦給場景中的一個立方體，保存場景。
使用文本編輯器打開這個材質對應的.meta文件。在文件頂端附近會有一行被標示為“guid”，該行定義了材質資源文件的文件GUID。
fileFormatVersion: 2 guid: 6839b719d14310c4f945de352bac3767 timeCreated: 1472566765 licenseType: Pro NativeFormatImporter: userData: assetBundleName: assetBundleVariant:
如需查看本地ID，使用文本編輯器打開材質文件，材質Object的定義大致如下：
%YAML 1.1 %TAG !u! tag:unity3d.com,2011: --- !u!21 &2100000 Material: serializedVersion: 6 ... more data ...
在上面的例子中，前面有&符號的數字就是材質的本地ID。如果這個材質的Object位于一個文件GUID為“abcdefg”的資源文件中，則該材質Object的唯一識別符就是文件GUID“abcdefg”和本地ID“2100000”的組合。
在Unity中，為什么要使用文件GUID和本地ID這套系統呢？答案是為穩定服務，也是為了提供一套靈活的、無關具體平臺的工作流程。文件GUID提供了文件存儲位置的抽象，這樣一個文件GUID就對應一個具體的文件，這個具體的文件存儲在什么位置也就無關緊要了。因此我們才能隨意移動這個文件而不破壞所有相關Object對這個文件的引用。
任何資源（Asset）文件中都可能含有（或通過導入產生）多個UnityEngine.Object資源（Resource），因此需要一個本地ID來對其中的Object做明確區分。
如果與資源文件相關聯的文件GUID丟失，則所有對該資源文件中的Object的引用都會被破壞。這就是必須保證.meta文件具有和資源文件相同的文件名并存儲在同一目錄下的原因。注意Unity會重新生成丟失或被刪除的.meta文件。
Unity編輯器負責維護一張文件路徑與文件GUID之間關系的映射表。只要資源文件被讀取或導入，這個映射關系就會被建立，映射會將資源的具體位置和資源的文件GUID進行關聯。Unity編輯器處于打開狀態時，假設一個文件的.meta意外丟失，并且該資源文件的路徑沒有改變，編輯器可以保證這個資源會被分配到相同的文件GUID。
如果在Unity編輯器處于關閉狀態時丟失.meta文件，或資源文件被移動但沒有移動對應的.meta文件時，所有對資源文件中的Object的引用都會丟失。
正如前面深入理解資源與對象中所說的一樣，不能被Unity直接支持的資源類型必須經過導入才可以使用——使用資源導入器來完成。這些導入器是自動調用的，您也可以使用AssetImporter在腳本中調用API及其子類。例如，在導入單獨的紋理資源例如PNG和JPG時，TextureImporter API提供了導入時要使用的相關設置的訪問。
導入過程最終的產物是一系列UnityEngine.Object。在Unity編輯器中，這些對象會具體表現為父資源下的多個子資源，例如作為Sprite Atlas導入的紋理材質，其下屬會有多個嵌套的Sprite。每一個對象都會使用相同的文件GUID，因為它們的源數據都存儲在同一個資源文件中。它們在紋理資源中的具體區分工作則使用本地ID來完成。
導入過程中會將源資源轉換為匹配Unity編輯器中選定的目標平臺的格式。導入過程可能會牽涉一些重量級操作，例如紋理壓縮。如果每次打開Unity編輯器時都要執行這些操作，那效率就太低了。
為了解決這一問題，我們將資源導入的結果緩存在Library文件夾中。具體就是，導入進程的結果將會存儲在以資源文件GUID頭兩位作為名稱的文件夾中。這些文件夾位于 Library/metadata/ 目錄下。各個不同的對象會被序列化后存儲在一個二進制文件中，文件使用資源文件的GUID來命名。
這對所有資源都是一樣的，不僅僅是非原生資源。只不過Unity原生支持的資源不需要對其進行轉換或序列化處理。
上半部分的內容主要介紹了資源（Asset）和對象（UnityEngine.Objects）的區別，以及文件GUID和本地ID二者的關聯和差異。下半部分將為大家介紹第三種ID：對象的實例ID，并看看這些ID對資源在內存與顯存中的加載和卸載分別有著怎樣的作用。
盡管文件GUID和本地ID已準備妥當，它們可以強有力地維護資源之間的關系，但還有一個問題，GUID比較效率低下，我們需要為運行時準備一個效率更高的解決方案。Unity在內部維護著一個緩存表(2)，負責將文件GUID和本地ID轉換成為整數數值，這個數值在本次會話中是唯一的，稱作實例ID。實例ID會簡單地以單調遞增的方式分配給緩存中新注冊的對象。
緩存負責維護實例ID與文件GUID和本地ID定義的對象源數據位置以及對象在內存中的地址（如果存在）的映射。 這樣Unity就能夠強而有力地保證它們互相之間的引用關系。通過解析實例ID，我們能夠快速找到并返回ID對應的已載入實例。如果目標沒有被加載，則Unity會通過文件GUID和本地ID解析獲得對象的源數據，實時載入對象。
啟動時，實例ID緩存與所有工程內建的對象（例如在場景中被引用），以及Resources文件夾下的所有對象，都會一起被初始化。如果在運行時(3)導入了新的資源，或從AssetBundle中載入了新的對象，緩存會被更新并為這些對象添加相應條目。實例ID僅在失效時才會被從緩存中移除，當提供了指定文件GUID和本地ID的AssetBundle被卸載時就會產生移除操作。
卸載AssetBundle會使實例ID失效，實例ID與其文件GUID和本地ID之間的映射會被刪除以便節省內存。重新載入AssetBundle后，載入的每個對象都會獲得一個新的實例ID。
關于AssetBundle隱式卸載的更深層次討論，參考AssetBundle Usage Patterns中的管理已加載資源章節。
注意在某些平臺上，有一些系統事件會使得對象在內存中被強行卸載。例如iOS平臺上，當一個app處于掛起狀態時，圖形資源就會從顯存中卸載。如果這些對象都來自于一個已被卸除的AssetBundle時，Unity將無法再次從源數據處加載這些對象。任何已有的對這些對象的引用都會失效。這個例子中，導致的后果就是出現網格不可見（丟失），或模型的紋理和材質呈現為洋紅色（Shader丟失）。
提示：在運行時，對上述控制流程的描述并非完全準確。文件GUID和本地ID的比較操作在載入負擔較重時的效率也會下降。構建Unity工程時，文件GUID和本地ID，確切地說會被映射到一種更簡單的格式中。不過概念還是大致相同的，在考慮“運行時”的時候以文件GUID和本地ID的工作方式為思路還是有一些參考意義的。
這也是在運行時資源的文件GUID無法被調取的原因。
理解MonoBehaviour很重要的一點是知道它有一個對MonoScript的引用。MonoScript的用途非常簡單，里面包括了定位某個具體的編程類所需要的信息。這兩種對象都沒有程序類的可執行代碼。
一個MonoScript含有三個字符串：程序庫名稱，類名稱，命名空間。
構建工程時，Unity會收集Assets文件夾中獨立的腳本文件并將它們編譯，組成一個Mono程序庫。要特別說明的是，Unity會將Assets目錄中的語言分開編譯，Assets/Plugins目錄中的腳本同理。Plugins子目錄之外的C#腳本會放在Assembly-CSharp.dll中。而Plugins及其子目錄中的腳本則放置在Assembly-CSharp-firstpass.dll中，以此類推。
這些程序庫（加上預編譯好的DLL程序庫）將被包含在最終構建的Unity應用程序中。這些程序庫都會被MonoScript所引用。與其他類型的資源不同，Unity應用程序中的所有應用程序都會在程序第一次啟動時被加載。
MonoScript就是為什么AssetBundle（或一個場景，一個Prefab）中的MonoBehaviour組件不包含有任何實際可執行代碼的原因。這樣就可以讓不同的MonoBehaviour引用某個共享類，即便這些MonoBehaviour不在同一個AssetBundle中。
UnityEngine.Objects從內存中加載或卸載的時間點是定義好的。為了縮短程序載入時間，管理應用程序的內存足跡，理解UnityEinge.Object的資源生命周期是很重要的。
有兩種加載UnityEngine.Object的方式：自動加載或外部加載。
當對象的實例ID與對象本身解引用，對象當前未被加載到內存中，而且可以定位到對象的源數據，此時對象會被自動加載。對象也可以外部加載，通過在腳本中創建對象或調用資源加載API來載入對象（例如AssetBundle.LoadAsset）。
對象加載后，Unity會嘗試修復任何可能存在的引用關系，通過將每個引用的文件GUID和本地ID轉化成為實例ID的方式。
一旦對象的實例ID被解引用且滿足以下兩個標準時，對象會被強制加載：
實例ID引用了一個沒有被加載的對象。
實例ID在緩存中存在對應的有效GUID和本地ID。
這種情況通常會在引用被加載并解析后很短的一段時間內發生。
如果文件GUID和本地ID沒有實例ID，或一個已卸載對象的實例ID引用了非法的文件GUID和本地ID，則引用本身會被保留，但實際對象不會被加載。在Unity編輯器中表現為“（空）”引用。在運行的應用程序中，或場景視圖里，“（空）”對象通常以多種方式表示，這取決于丟失對象的類型：網格會變得不可見，紋理呈現為洋紅色等等。
對象被卸載有以下三種情況：
閑置資源清理進程開始后，一些對象會被自動卸載。該過程通常會在切換場景切不保留原場景（例如調用了非疊加的場景切換API Application.LoadLevel），或者腳本中調用了Resources.UnloadUnusedAssets時自動觸發。該進程僅卸載沒有被引用的對象：對象僅在Mono變量不存在對其的引用，且不存在引用該對象的其他活動對象時被卸載。
Resources目錄中的對象可以通過調用Resources.UnloadAsset API主動卸載。卸載后對象的實例ID會保持可用狀態，對文件GUID和本地ID的條目會被保留且仍然有效。如果有Mono變量或其他有指向該對象的活動對象引用了被Resources.UnloadAsset卸載的對象，則該對象會在任意有效的引用被解引用時立刻重新加載。
調用AssetBundle.Unload(true) API時，加載自AssetBundle的對象會被立刻自動卸載。該操作會釋放對象實例ID的文件GUID和本地ID引用，任何對卸載對象的引用都會變成“（空）”引用。C#腳本中，任何試圖訪問已卸載對象上的方法和屬性都會導致拋出空引用異常（NullReferenceException）。
如果調用了AssetBundle.Unload(false)，被卸載的AssetBundle中仍然處于激活狀態的對象不會被回收，但Unity會釋放其實例ID的文件GUID和本地GUID引用。之后假如它們被從內存中卸載，只剩下對這些被卸載對象額引用，Unity無法再次重新加載這些對象(4)。
當序列化含有大量Unity游戲對象的結構樹時（例如序列化Prefab），要記住一點，即整個結構樹都會被完全序列化。這就是說，結構樹中的每一個游戲對象和組件都會在序列化數據中單獨表示。這會對游戲對象結構的載入與實例化的耗時帶來有趣的影響。
假設一個代碼塊實例化了一定數量的游戲對象，結構樹非常龐大的單個Prefab的實例化，會比分別實例化結構樹的多個模塊然后運行時組合花費更多的CPU時間。
深度分析底層數據后發現，實例化和喚醒游戲對象所花費的CPU時間在各種情況下大致是相同的，單個獨立的Prefab的實例化和喚醒僅需非常少量的CPU時間（因為不需要tranmpolining和SendTransformChanged回調）。但是，這些細小的時間節省相對于花在讀取和序列化數據上的時間是很不值的。
正如之前提到的，序列化單獨的Prefab時，每個游戲對象和其組件都會被分開序列化——即便數據是重復的。一個有30個獨立元素的UI界面中，Unity會為這些元素序列化30次，這就會產生大量的序列化數據。載入時，所有30個重復元素的游戲對象和組件在被轉化為新實例對象之前都需要從硬盤中進行讀取。正是這里討論的讀取時間決定了實例化大型Prefab的性能花銷。
Unity支持嵌套Prefab之后，對于有載入大型結構體游戲對象需求的工程而言，要想減少這類工程的載入時間，可以考慮將大型Prefab中的可重用元素分開存儲到不同的Prefab中，并在運行時對它們進行實例化，而不是完全依靠Unity的序列化和Prefab系統。
在文件中，本地ID是唯一的。即在一個資源文件中，里面包含的本地ID都是不重復的。
在內部，這種緩存被稱為PersistentManager。實際的轉換工作在在Unity的C++ Remapper類中進行，Remapper類沒有提供任何C# API調用接口。
運行時創建資源的示例是在腳本中創建Texture2D對象：var myTexture = new Texture2D(1027, 768);
程序運行時對象并沒有被卸載卻被從內存中移除的情況通常會發生在Unity失去了對圖形內容的控制的時候。例如，當手機應用被掛起并被強制在后臺運行。這種情況下，手機操作系統通常會將所有的圖形資源從GPU顯存中強行卸載。之后APP再回到前臺運行時，Unity不得不重新向GPU上傳需要的材質、著色器和網格數據，以便恢復場景的正常渲染。
以上是“Unity中對象和序列化的示例分析”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！
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