Unity性能优化笔记

小灰灰 2022-10-20 03:43 248阅读 0赞

总结学习的一些Unity性能优化，还在不断学习补充中...

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一、概念

GC(Garbage Collection)垃圾回收：

GC指将废弃的内存重新回收再次使用的过程。GC是Unity内存管理的一部分，Unity会定时对堆内存进行GC操作，GC操作需要大量的时间来运行，频繁触发GC会降低游戏运行帧率和性能。

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二、优化

1.协程

调用 StartCoroutine()会产生少量的内存垃圾，因为unity会生成实体来管理协程。所以在游戏的关键时刻应该限制该函数的调用。任何在游戏关键时刻调用的协程都需要特别的注意，特别是包含延迟回调的协程。

(1)yield在协程中不会产生堆内存分配，但如果yield带有返回参数，则会造成不必要的内存垃圾。

// 由于需要返回0，引发装箱操作，所以会产生内存垃圾。
    yield return 0;
    
    // 这种情况下，为了避免内存垃圾产生，可以返回null
    yield return null;

(2)避免每次返回的时候都new同一个变量

// 每次返回的时候都new同一个变量
    while(!isComplete) 
    {
        yield return new WaitForSeconds(1f);
    }
    
    // 采用缓存来避免这样的内存垃圾产生：
    WaitForSeconds delay = new WaiForSeconds(1f);
    while(!isComplete) 
    {
        yield return delay;
    }

2.减少SetActive()的使用

SetActive()会改变UI元素的网格顶点数，造成堆内存分配，触发GC，增加CPU开销。

对UI元素进行位置移动不会造成堆内存分配，所以对于要频繁显示和隐藏的物体，可以减少SetActive()的使用，通过transform.position将其移除到视线外。

3.减少.Count或.Length的调用

for(int i = 0; i < list.Count; i++) 
    {
        // do something
    }
    
    // 改为
    list = list.Count;
    for(int i = 0; i < list ; i++) 
    {
        // do something
    }

4. 移除脚本中空的回调定义

Unity创建新脚本时会自动生成Start()和Update()方法，这些空方法调用是用成本的，因为它们需要从C++层调用到C\#层，这就造成性能开销。

10000个MonoBehaviours空方法调用：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rGq6bmP56iL_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

5.缓存组件引用

Unity中组件反复引用，特别是使用GetComponent()方法。

// 每次执行这个方法都会重新获得组件引用
    void Method()
    {
        Rigidbody rigidbody = GetComponent<Rigidbody>();
        Collider collider = GetComponent<Collider>();
    }
    
    // 初始化过程中进行缓存获取引用
    private Rigidbody _rigidbody;
    private Collider _collider;
    void Awake()
    {
        _rigidbody = GetComponent<Rigidbody>();
        _collider = GetComponent<Collider>();
    }

6.GameObject空引用检查方法

空引用检查，会引起本机-托管的桥接复制现象，导致CPU额外开销和额外内存分配的可能。

if(GameObject != null)
    
    // 改为
    if(!System.Object.ReferenceEquals(gameObject,null))

7.避免从GameObject中取出字符串属性

if(gameObject.tag == "Player")
    
    // 改为
    if(gameObject.CompareTag("Player"))

8.使用对象池

使用对象前先进行预热(Prewarm)，使用的时池内取出(Request)，使用结束后归还(Return)池内，而不是销毁。避免了对象频繁实例化和销毁，在一定程度上减少了动态加载的性能消耗。

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三、UGUI优化

1.网格重建优化策略(Mesh)

（1）使用尽可能少的UI元素：在制作UI时，一定要仔细查检UI层级，删除不必要的UI元素，这样可以减少深度排序的时间以及Rebuild的时间。

（2）减少Rebuild的频率：将动态UI元素（频繁改变例如顶点、alpha、坐标和大小等的元素）与静态UI元素分离出来，放到特定的Canvas中。

（3）谨慎使用UI元素的active操作：因为它们会触发耗时较高的rebuild。

（4）谨慎使用Canvas的Pixel Perfect选项：该选项的开启会导致UI元素在发生位移时，其长宽会被进行微调（为了对齐像素），从而造成layout Rebuild（比如ScrollRect滚动时，会使得Canvas.SendWillRenderCanvas消耗较高）。

（5）Animator最佳用法： Animator每帧都会改变元素，即使动画中的数值没有变化，因为Animator没有空指令检查。对于仅响应事件时才变化的元素，可以自行编写代码或使用第三方补间插件。

（6）谨慎用Tiled类型的Image。

2.屏幕填充率优化策略（OverDraw）

（1）禁用不可见的面板：比如当打开一个系统时如果完全挡住了另外一个系统，则可以将被遮挡住的系统面板禁用。

（2）不要使用空的Image做按键响应：在Unity中Raycast使用Graphic作为基本元素来检测touch。如果使用空的image也会产生不必要的overdraw。可以实现一个只在逻辑上响应Raycast但是不参与绘制的组件即可。

（3）Polygon Mode Sprites：如果图片边缘有大片留白就会产生很多无用填充。Unity和Texture Packer目前都支持了Polygon Mode，也就是说将原来的矩形Sprite用更加紧致的Polygon来描述。

（4）Image Fill Center：在Image Type选项为Sliced的情况下，不需要Fill Center的时候去掉勾选。

3.合批优化策略（DrawCall）

（1）相同层级原则：父节点下所有子节点，尽量保持相同的层次结构。相同层级下的UI元素可以Batch。

（2）Mask组件：Mask组件使用了模版缓存，Mask中的UI元素无法与外界UI元素合批，Mask组件还会额外增加2个DrawCall。

（3）隐藏的Image：Image组件中sprite为空，都是占用drawcall渲染的，并且还会打断前后元素的合批。

（4）Screen Space-Camera模式：一个Canvas中的任何一个UI元素只要在屏幕中，则这个Canvas中的其他UI元素即使在屏幕外DrawCall仍不会减少。

4.字体优化策略（Font）

（1）字体图集的重建机制：当一个新文字出现的时候，会被添加到字体图集，如果图集已经没有空余的地方，那么图集会被重建。图集会以相同的尺寸重建，打包当前激活的所有UI Text组件中要显示的文字，如果发现图集尺寸不够用的时候，图集会重新扩充尺寸。

（2）后备字体机制：对于字体库里没有的文字，会被放进后备字体图集里，后背字体图集会常驻内存里，不会被销毁。后备字体取自于系统自带的系统字库Arial.ttf，在发布的游戏安装包里该字库是不存在的。我们在一些Unity开发的游戏里，偶尔会发现一些生僻字的字形和其它常见文字的字形不统一。

（3）Text的网格重建：Text组件被重新启用的时候，会重建Text的网格。如果含有大量的文字，会造成严重的CPU开销。

（4）提前生成动态字体：准备游戏非常常用的文字集合，通过Font.RequestCharactersInTexture接口提前放入字体图集里。注意使用Font.textureRebuilt 委托，在字体图集被重新重建的时候，把我们提前准备的文字集合再次添加进去。

（5）使用美术数字：游戏的分数，可以使用美术数字（精灵图片）来代替Text组件。

（6）谨慎使用Text的Best Fit选项：虽然这个选项可以动态的调整字体大小以适应UI布局而不会超框，但其代价是很高的，Unity会为用到的该元素所用到的所有字号生成图元保存在图集里，不但增加额外的生成时间，还会使得字体对应的图集变大。

（7）减少长文本Text的变动，慎用UI/Effect：描边和阴影效果都会增大四倍的顶点数。

5.滚动视图优化策略（ScrollView）

（1）有两种方法填充滚动视图，一是用所有需要出现在滚动视图的元素填充滚动视图，二是用池处理这些元素，根据需要重新放置它们的位置。

（2）RectMask2D组件：通过给滚动视图添加一个RectMask2D组件来提高性能。该组件确保在滚动视图窗口外面的滚动视图元素不会出现在可画的元素列表中，省去了该元素的batch。

（3）一种简单的缓存池策略：在UI中布局中，使用带有Layout Element组件的对象占位（ Slot ）。给可见UI元素实例一个池，来填充滚动视图看可见区域，Slot作为父物体来定位。

（4）基于位置的缓存池策略：通过移动布局里UI元素的RectTransforms坐标值，来排序显示位置。通常写一个自定义的滚动视图类或者写一个自定义布局组的组件。

6.其它优化策略

（1）禁用无用的Raycast：UGUI的touch处理消耗也可能会成为性能热点。因为UGUI在默认情况下会对所有可见的Graphic组件调用raycast。对于不需要接收touch事件的grahic，一定要禁用raycast。

（2）OverrideSorting：子Canvas中的OverrideSorting属性将会造成Graphic Raycast测试停止遍历Transform层级。

（3）UI对象的坐标Z值：Z值不为零的时候会影响对象渲染顺序并不能合批。

（4）高级技巧：对于处于选中播放动画的需求，并且所处canvas下内容比较多的情况下，可以单独把选中对象放到预先建好的动态canvas里，取消选中时再放回去。

（5）CanvasGroup的使用：在窗口的GameObject上添加一个CanvasGroup，通过控制它的Alpha值来淡入或淡出整个窗口，或者通过设置它Interactable值来控制底层所有控件的交互开关。

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