Unity的内存管理与性能优化 agile Posted on Oct 2 2021 优秀博文 > 本文由 [简悦 SimpRead](http://ksria.com/simpread/) 转码， 原文地址 [zhuanlan.zhihu.com](https://zhuanlan.zhihu.com/p/362941227) 前言 -- 本文是对下面三个视频内容的一个收纳整理，有助于自己对 Unity 的内存管理与性能优化有更好的认知，也由于两个视频有很多相同的部分，所有放在一起整理。都是干货满满的视频，有兴趣的同学一定要看一看。 [浅谈 Unity 内存管理_哔哩哔哩 (゜ - ゜) つロ 干杯~-bilibili](https://www.bilibili.com/video/BV1aJ411t7N6)[Unite Now - （中文字幕）性能优化技巧（上）_哔哩哔哩 (゜ - ゜) つロ 干杯~-bilibili](https://www.bilibili.com/video/BV1Tt4y1X7f6?t=1824)[Unite Now - （中文字幕）性能优化技巧（下）_哔哩哔哩 (゜ - ゜) つロ 干杯~-bilibili](https://www.bilibili.com/video/BV1Bp4y1i7wK) 首先我们来了解下内存管理，只有了解了它之后，我们才能在性能优化上更加的游刃有余。 参考文献： [Memory Management in Unity - Unity Learn](https://learn.unity.com/tutorial/memory-management-in-unity?uv=2018.1#) 什么是内存？ ------ 操作系统有物理内存和虚拟内存两个概念： ### 物理内存 物理内存也就是我们真是的硬件设备，例如内存条。 我们需要知道，**CPU 访问内存是一个慢速过程。** 访问过程具体为：先访问 Cache，Cache 包含 L1，L2，L3，也就是一级缓存，二级缓存和三级缓存，若在这些缓存里全没找到我们要的数据，再去访问内存，接着会把找到的数据存放到 Cache 中，完成一次操作。 在 Cache 中没有找到数据，我们称之为 **Cache Miss**。因此**过多的 Cache Miss 就会导致大量的内存和 Cache 的 IO 交换，浪费大量时间**。 因此我们需要尽量减少 Cache Miss，来提高访问速度，Unity 为此提出了 **ECS** 方案，有兴趣的小伙伴可以看看之前有关 [ECS](https://blog.csdn.net/wangjiangrong/article/details/106850847) 介绍的文章，它们可以将存储在内存中的不连续数据，变为连续的数据，从而降低 Cache Miss 的概率。 **台式设备和移动设备内存架构的差异** 1. 首先移动设备没有独立显卡。 2. 移动设备没有独立显存（显存的作用是用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据），所有在移动端数据内存和显存是同一块内存。所以有可能我们游戏占用的内存并不大，但是依旧爆内存了，其实是因为显存分配不出来了。这种情况，我们可以去查看一下 Log，例如 Android 会有一个 OpenGL Error：Out Of Memory。 3. 移动设备的 CPU 面积更小，因此会导致缓存级数更少，大小也更小，例如一般的台式机三级缓存可能有 8-16M，而移动设备则只有 2M 左右。 ### 虚拟内存 虚拟内存是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存，用作虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间（Swap Space）。 **内存交换** 操作系统在使用内存不够的情况下，会尝试把一些不用的内存（Dead Memory）交换到硬盘上，从而节省出更多的物理内存。这个操作我们称之为**内存交换**，它会占用大量的硬盘空间。 **然而移动设备不做该操作**，因为移动设备的 IO 速度很慢，而且移动设备的可存储物（例如 sd 卡，内存芯片等）的可擦写次数也比硬盘少很多，会影响使用寿命。 **内存压缩** 在 IOS 中（Android 没有）会将不活跃的内存压缩起来存储到一个特定空间里，来节省出物理内存空间，来给活跃的 app 使用，这个操作称之为**内存压缩**。（可以查看 XCode 的 Virtual Memory） ### 内存寻址范围 内存寻址范围也称寻址空间，指的是 CPU 对于内存寻址的能力（最大能查找多大范围的地址）。数据在内存中存放是有规律的，CPU 在运算的时候需要把数据提取出来就需要知道数据在那里，这时候就需要挨家挨户的找，这就叫做**寻址**，但如果地址太多超出了 CPU 的能力范围，CPU 就无法找到数据了。 内存寻址范围和 Memory Controller（内存控制器）有关，和运算位数（32 位或 64 位）无直接关系。当然一般情况下，64 位的 CPU 寻址范围更大。 Android 内存管理 ------------ ### 基本单位 Page Android 是基于 Linux 操作系统，其内存基本单位称为：Page，默认 4K 为一个 page。因此内存回收和分配的时候一般已 4k 进行处理，但是并不意味着所有的数据都是 4k 对齐的。 ### 用户态和内核态 Android 内存分用户态和内核态： 用户态：只能受限的访问内，所有 app 都是运行在用户态上的。 内核态：cpu 可以访问内存的所有数据。 内核态的内存，用户态是严格不许访问的，例如一些 Error Access，可能是指针飘到内核态上了。 ### 内存杀手 Android 有一个内存管理工具：**Low Memory Killer**，当内存不足时，会清理内存，在 Android 上常见的一些后台 app 消失，一些手机服务消失，手机重启或者是 app 崩溃闪退等都和它有关。 ### Android 应用分层 首先我们来了解下 Android 的应用分层，这也是杀手的追杀路线（会从最底层往上杀） <table data-draft-node="block" data-draft-type="table" data-size="normal" data-row-style="normal"><tbody><tr><td>Native</td><td>系统内核，例如 adbd</td></tr><tr><td>System</td><td>系统级应用，例如 system server</td></tr><tr><td>Persistent</td><td>用户级应用，例如电话，蓝牙，wifi</td></tr><tr><td>Foreground</td><td>前台应用，当前正在使用的 Activity</td></tr><tr><td>Perceptible</td><td>辅助类应用，例如搜索，音乐，键盘</td></tr><tr><td>Service</td><td>一些驻后台的线程服务，例如云服务，垃圾回收</td></tr><tr><td>Home</td><td>桌面</td></tr><tr><td>Previous</td><td>上一个使用的应用</td></tr><tr><td>Cached</td><td>后台应用</td></tr></tbody></table> 若此时我们的手机内存不足，杀手会一层层的从下往上杀，直到内存足够为止。同时每杀一层都会造成一定的现象，例如： * Cached 或 Previous 被杀，会导致再次使用之前应用的时候，应用重启。 * Home 被杀导致桌面图标重建，或者壁纸不见了。 * Perceptible 被杀会导致音乐停止等。 * Foreground 被杀导致当前应用闪退。 * System 被杀，就会导致手机重启。 * Native 属于系统本身，因此是无法杀到的。 因此通过这些现象，我们就可以了解自己的 app 到底对内存的使用到了一个什么程度。例如使用自己 app 时，再返回上个 app 时导致上个 app 重启，说明杀手已经杀到了 Previous 层。 ### 内存指标 首先我们要了解在计算 app 使用了多少内存时，系统需要统计共享页面（shared pages）。App 在访问同一个 service 或者 library 的时候会共享内存页面。比如，Google 地图和一个游戏 app 可能会共享一个定位服务。 常见的内存指标有如下三个 <table data-draft-node="block" data-draft-type="table" data-size="normal" data-row-style="normal"><tbody><tr><td>Resident Set Size（RSS）</td><td>当前 app 所占用的所有内存，如果你的 app 通过 Google Play Services 分配了内存，那这部分内存也归你所有。（例如上面的例子中定位服务所占的内存就归自己 app 所有）</td></tr><tr><td>Proportional Set Size（PSS）</td><td>与 RSS 不同，通过 Google Play Services 分配的内存会平摊到所有呼叫这个服务的 app 上。（例如上面例子中定位服务所占的内存就会平摊到所有使用到的 app 上）</td></tr><tr><td>Unique Set Size（USS）</td><td>只有 app 自己占得内存，不算 Google Play Services 分配的内存（例如上面例子中，就不算算上定位服务所占的内存）</td></tr></tbody></table> 一般来说内存占用大小有如下规律：RSS >= PSS >= USS 注：可能你的 USS 很低，但是由于调用了 Google Play Services，导致 PSS 很高。 我们可以通过 **procrank 指令**来查看各种内存指标，例如  可以帮助我们分析应用内存使用，一般我们要做 USS 的优化，以及避免在 PSS 上造成更大的压力。 Unity 内存管理 ---------- ### Unity 是一个 C++ 引擎 Unity 是一个 C++ 引擎，并不是 C# 引擎，底层代码全部是由 c++ 写的，除了一些 Editor 里面的 Services 可能会用到 NodeJS 这些网络的语言，Runtime 里面用到的每一行 Unity 底层代码全是 C++ 的。 Unity 实际上分为三层： * 最底层是我们的 Runtime，全是 Native C++ 代码。 * 最上层是我们的 C#，Unity 自己有一些 C#，例如 Unity 的 Editor 是用 C# 写的，还有些 Package 也是 C# 写的。 * 中间还有一层我们叫 Binding，可以看见很多的**.bindings.cs** 文件（基于 C# 的 binding 语言，一开始是 Unity 自定义的一种语言），这些文件的作用就是把 C++ 和 C# 联系在一起，为我的 C# 层提供所有的 API。 因此我们平时使用 Unity 时看见的 C# API，都是在 Binding 层中自定义的。这些文件底层运行的时候还是 C++，只是个 Wrapper（封装）。 最早我们的用户代码是运行在 C# 上，是 MonoRuntime。但是现在可以通过 IL2CPP 将其转成 C++ 代码，所有现在几乎没有纯正的 C# 在运行了。 Unity 的 VM（虚拟机：Virtual Machine）依旧还是存在，主要用于跨平台，有了一层 VM 抽象后，跨平台的工作会容易很多，IL2CPP 本身也是个 VM。 ### 内存管理简介 Unity 内存按照分配方式分为：**Native Memory**（原生内存）和 **Managed Memory**（托管内存）。Native Memory 并不会被系统自动管理，需要我们手动去释放。而 Managed Memory 的内存管理是自动的，会通过 GC 来释放。 此外 Unity 在 Editor 和 Runtime 下，内存的管理方式是不同的，除了内存大小不同，内存的分配时机以及分配方式也可能不同。 例如 Asset，在 Runtime 时，只有我们 Load 的时候才会进内存。而 Editor 模式下，只要打开 Unity 就会进内存（所以打开很慢）。因此后续有推出 **Asset Pipeline 2.0**，它会一开始导入一些基本的 Asset，剩下的 Asset 只有你使用的时候才会导入。 Unity 按照内存管理方式分为：**引擎管理内存**和**用户管理内存**。引擎管理内存即引擎运行的时候自己要分配一些内存，例如很多的 Manager 和 Singleton，这些内存开发者一般是碰触不到的。用户管理内存也就是我们开发者开发时使用到的内存，需要我们重点注意。 ### Untiy 检测不到的内存 即 Unity Profilter 无法检查到的内存，例如用户分配的 Native 内存。比如自己写的 Native 插件（C++ 插件）导入 Unity，这部分 Unity 是检测不到的，因为 Unity 没法分析已编译的 C++ 是如何分配和使用内存的。还有就是 **Lua**，它完全自己管理的，Unity 也没法统计到它内部的情况。 Native Memory 介绍 ---------------- ### Allocator 与 Memory Lable Unity 在里面重载了 C++ 的所有分配内存的操作符，例如 alloc，new 等。每个操作符在被使用的时候要求有一个额外的参数就是 **Memory Lable**，Profilter 中查看 Memory Detailed 里的 Name 很多就是 Memory Label。它指的就是当前的这一块内存内存要分配到哪个类型池里。 ### GetRuntimeMemory Unity 在底层会用 **Allocator**，使用重载过的分配符分配内存的时候，会根据 Memory Lable 分配到不同的 Allocator 池里面。每个 Allocator 池，单独做自己的跟踪。当我们要在 Runtime 去 Get 一个 Memory Lable 下面池的时候，可以从对应的 Allocator 中取，可以从中知道有什么东西，有多少兆。 ### NewAsRoot 前面提到的 Allocator 的生成是使用 **NewAsRoot**，生成一个所谓的 **Memory Island**，它下面会有很多的子内存。例如一个 Shader，当我们加载一个 shader 进内存的时候，首先会生成一个 shader 的 Root，也就是 Memory Island。然后 Shader 底下的数据，例如 Subshader，Pass，Properties 等，会作为该 Root 底下的成员，依次的分配。所以我们最后统计 Runtime 的内存时，统计这些 Root 即可。 ### 会及时返还给系统 因为是 C++ 的，所以当我们去 delete 或 free 一个内存的时候，**会立刻返回给系统。这和托管内存堆不一样，需要 GC 后才返回。** Managed Memory 介绍 ----------------- ### VM 内存池 即 Mono 虚拟机的内存池，我们的内存以 Block 的形式管理，当一个 Block **连续 6 次** GC 没有被访问到，这块**内存会被返回给系统**，条件苛刻，比较难触发。 ### GC **GC 的机制考量** <table data-draft-node="block" data-draft-type="table" data-size="normal" data-row-style="normal"><tbody><tr><td>Throughput（回收能力）</td><td>一次 GC 能收回多少内存</td></tr><tr><td>Pause times（暂停时长）</td><td>GC 时对主线程的影响会多大（卡顿）</td></tr><tr><td>Fragmentation（碎片化）</td><td>对整体内存池的碎片化影响多少</td></tr><tr><td>Mutator overhead（额外消耗）</td><td>GC 时的消耗，GC 时需要做很多的统计会产生消耗</td></tr><tr><td>Scalability（可拓展性）</td><td>拓展到多核多线程会不会有什么 bug</td></tr><tr><td>Portability（可移植性）</td><td>在不同的平台上是否可以使用</td></tr></tbody></table> **Boehm** Unity 用的 Boehm GC，简单粗暴，不分代。 Non-generational（非分代式），即全都堆在一起，因为这样会很快。分代的话就是例如大内存，小内存，超小内存分在不同的内存区域来进行管理（**SGen GC** 的设计思想）。 Non-Compacting（非压缩式），即当有内存被释放的时候，这块区域就空着。而压缩式的会重新排布，填充空白区域，使内存紧密排布。 上面的形式就会导致我们的内存碎片化，可能我们当前的内存并不大的时候，添加一块较大内存时，却没有任何的一个空间放得下（即使整体的空间足够），导致内存扩充很多。因此建议先操作大内存，然后操作小内存。 碎片化内存之间空出的内存可能就成为僵尸内存。这种情况实际上并不是内存泄露，因为这些内存并没有被泄露，泄露指这块内存没有任何人可以访问和管理，但实际上这块内存一直在内存池里。 IL2CPP GC 机制是 Unity 重新写的，属于一种升级版的 Boehm。 **Incremental GC** Incremental GC（渐进式 GC）：[https://blogs.unity3d.com/2018/11/26/feature-preview-incremental-garbage-collection/](https://blogs.unity3d.com/2018/11/26/feature-preview-incremental-garbage-collection/) 主要解决主线程卡顿的问题，现在进行一次 GC 主线程被迫要停下来，遍历所有的 Memory Island，决定哪些要被 GC 掉，会造成一定时间的主线程卡顿。Incremental GC 把前面暂停主线程的事分帧做了，这样主线程不会出现峰值。 ### 堆栈（Stack）和堆积（Heap） 我们看下 Unity 内存中重要的两部分，堆栈和堆积，因为只有了解了它们，我们才能知道应该如何优化内存，提高性能。 **堆栈：** 堆栈是内存中存储**函数**和**值类型**的地方。 例如我们调用一个函数 A，会将这个函数体与函数收到的参数放入到堆栈中，若在函数 A 中调用函数 B，同样会把函数 B 存放到堆栈中。当函数 B 运行结束，会将其从堆栈中移除，然后当 A 运行结束，把 A 从堆栈中移除。 因此我们在看 Debug 信息的时候，就会发现 Log 里面能够做到一层层的方法回溯，方便我们查看整体的调用过程，这也就是**堆栈回溯**。 由于是堆栈的结构，因此不会遇到碎片化或是垃圾收集（GC）的问题。但是可能会碰见堆栈溢出的问题，比如调用了太多的函数导致一直 push 东西进堆栈，占据越来越多的内存空间，导致**堆栈溢出**。 **堆积：** 堆积是内存中另一个区域，要比堆栈大，我们将所有的**引用类型**存放在这。通常我们每创建一个新的对象，会在堆积中找到下一个足够存放的空位置，将其存储。但是当我们销毁对象后，**内存空间不会马上释放出来**，而是标记成未使用，之后垃圾收集器会释放这部分空间。 **对象实例化和摧毁的过程其实很慢**，所以我们要尽可能地避免在堆积中配置内存的行为。如果我们需要的内存比之前已经配置好的还多，在放不下的情况下，**堆积会膨胀，并且每次都增长两倍，且不会再缩回去**，过大的堆积就会影响到我们游戏的性能。当我们在堆积中释放了一些占用空间小的对象，而后添加一些占用空间大的对象时，由于前面释放的空间不足以存放下，就会导致这些空间空出来，使得内存的使用情况就变得断断续续起来，这也就是内存的**碎片化**，同样降低我们的游戏性能。 而我们前面所提到的 GC 就是在堆积上进行的，每一次 GC，都会遍历堆积上所有的对象，找到需要释放的东西，也就是没有被引用的对象，然后将其释放。但是有时候我们的一些错误引用，导致一些我们希望释放掉的对象没有被 GC 掉，那么就会造成**内存泄漏**。 假如游戏玩到一半，GC 必须要释放数十或数百个游戏对象的内存，那么这会对你的游戏过程造成一个负载峰值，我们要避免这样的负载峰值。 优化 Native Memory ---------------- 以下东西都是和我们 Native Memory 相关的，**使用不当可能导致 Native Memory 的增长**，这块内容也就和我们的性能优化相关了。 ### Scene 导致 Native Memory 增长的原因，最常见的就是 Scene。因为是 c++ 引擎，所有的实体最终都会反映在 c++ 上，而不会反映在托管堆上。所以当我们构建一个 GameObject 的时候，实际上在 Unity 的底层会构建一个或多个 object 来存储这一个 GameObject 的信息（Component 信息等）。所以当一个 Scene 里面有过多的 GameObject 存在的时候，Native Memory 就会显著的上升，甚至可能导致**内存溢出**。 注：当我们发现 Native Memory 大量上升时，可以先着重检查我们的 Scene。 ### Audio **DSP Buffer：**DSP Buffer，是指一个声音的缓冲，当一个声音要播放的时候，需要向 CPU 去发送指令。如果声音的数据量非常的小，会造成频繁的向 CPU 发指令，造成 IO 压力。在 Unity 的 **FMOD 声音引擎**里面，一般会有一个 Buffer，当 Buffer 填充满了才会去向 CPU 发送一次播放声音的指令。 DSP Buffer 大小的设置一般会导致两种问题： * 设置的值过大会导致声音的延迟，因为填充满需要很多的声音数据，当我们声音数据不大的时候，就会产生延时。 * 设置的值太小会导致 CPU 负担上升，因为会频繁的发送。  **Force To Mono：**这个选项作用是强制单声道，很多声音为了追求质量会设置成双声道，导致声音在包体和内存中，占用的空间加倍，但是 95% 以上的声音，两个声道是完全一样的数据。**因此对声音不是很敏感的项目建议勾选此项**，来降低内存的占用。  **Compression Format：**不同的平台有不同的声音格式的支持，IOS 对 MP3 有硬件支持，Android 暂时没有硬件支持。**建议 IOS 适合使用 ADPCM 和 MP3 格式，Android 适合使用 Vorbis 格式。**  **Load Type：**决定声音在内存中的存在形态： <table data-draft-node="block" data-draft-type="table" data-size="normal" data-row-style="normal"><tbody><tr><td>Decompress On Load</td><td>当 audio clip 被加载时，解压声音数据</td><td>适用于小型音频文件（< 200kb）</td></tr><tr><td>Compressed In Memory</td><td>声音数据将以压缩的形式保存在内存当中</td><td>适用于中型音频文件（>= 200kb）</td></tr><tr><td>Streaming</td><td>从磁盘读取声音数据</td><td>适用于大型音频文件，例如背景音</td></tr></tbody></table> 注：例如 Decompress On Load，要求文件必须小于 200kb，因为内部内存管理的问题，如果是大于 200kb 的文件，那么也还是只会被分配到不足 200kb 的内存。  **Bitrate：**我们可以对音频文件本身进行压缩，降低文件的**比特率**（bitrate），前提音频品质不会被破坏太严重。  **静音处理相关：**一般游戏中都会有静音的设置，我们往往我们只是把 AudioSource 或 Mixer 的音量设置为 0，这样还是会造成不必要的内存和 CPU 占用，因为关音量并不会释放音频的内存。因此建议在内存中卸载音频相关的来源或是内存中的音频文件，将 AudioSource 组件 Disable，同时有个上层管理系统负责过滤和音频相关的 API 调用。当然卸载和重新载入音频的成本也很高，要是玩家频繁的开启和关闭静音的话，就不适用了，当然了一般情况下玩家不会这么操作。 ### Code Size 代码也是占内存的，需要加载进内存执行。**模板泛型的滥用**，会影响到 Code Size 以及打包速度（IL2CPP 编译速度，单一一个 cpp 文件编译的话没办法并行的）。例如一个模板函数有四五个不同的泛型参数（float，int，double 等），最后展开一个 cpp 文件可能会很大。因为实际上 c++ 编译的时候我们用的所有的 Class，所有的 Template 最终都会被展开成静态类型。因此当模板函数有很多排列组合时，最后编译会得到所有的排列组合代码，导致文件很大。 ### AssetBundle **TypeTree：**Unity 前后有很多的版本，不同的版本中很多的类型可能会有数据结构的改变，为了做数据结构的兼容，会在生成数据类型序列化的时候，顺便生成一个叫 **TypeTree** 的东西。就是当前这个版本用到了哪些变量，它们对应的数据类型是什么，当进行反序列化的时候，根据 TypeTree 去做反序列化。如果上一个版本的类型在这个版本没有，那 TypeTree 里就没有它，所以不会去碰到它。如果有新的的 TypeTree，但是在当前版本不存在的话，那要用它的默认值来序列化。从而保证了在不同版本之间不会序列化出错。 在 Build AssetBundle 的时候，有开关可以关掉 TypeTree。 ``` BuildAssetBundleOptions.DisableWriteTypeTree ``` 当我们当前 AssetBundle 的使用，和 Build 它的 Unity 的版本是一模一样的时候，就可以关闭。这样，一可以减少内存，二 AssetBundle 包大小会减少，三 build 和运行时会变快，因为不会去序列化和反序列化 TypeTree。 **压缩方式（Lz4 和 Lzma）：**现在 Unity 主推 Lz4（也就是 ChunkBased，BuildAssetBundleOptions.ChunkBasedCompression），Lz4 非常快，大概是 Lzma 的十倍左右，但是平均压缩比例会比 Lzma 差 30% 左右，即包体可能会更大些。Lz4 的算法开源。 Lzma 基本可以不用了，因为 Lzma 解压和读取速度都会非常慢，并且占大量的内存，因为不是 ChunkBased，而是 Stream，也就是一次全解压出来。而 ChunkBased 可以一块一块解压，每次解压可以重用之前的内存，减少内存的峰值。 **大小和数量：**AssetBundle 分两部分，一部分是头（用于索引），一部分是实际的打包的数据部分。如果每个 Asset 都打成一个 AssetBundle，那么可能头的部分比数据还大。 官方建议一个 AssetBundle，在 1-2M，但是现在进入 5g 时代的话，可以适当加大，因为网络带宽更大了。 ### Resource Resource 文件夹里的内容被打进包的时候会做一个红黑树（R-B Tree）用做索引，即检索资源到底在什么位置。所以 **Resource 越大，红黑树越大，它不可卸载，并在刚刚加载游戏的时候就会被一直加在内存里，极大的拖慢游戏的启动时间**，因为红黑树没有分析和加载完，游戏是不会启动的，并造成持续的内存压力。所以建议不要使用 Resource，使用 AssetBundle。 ### Texture 例如下图中左右两边使用的都是相同的模型与贴图，但是最终所占的磁盘大小却差了很多，就是因为一些设置导致的。  **Upload Buffer：**在 Unity 的 Quality 里设置如图，和声音的 Buffer 类似，填满后向 GPU push 一次。  **Read/Write：**没必要的话就关闭，正常情况，Texture 读进内存解析完了搁到 Upload Buffer 里之后，内存里那部分就会 delete 掉。除非开了 Read/Write，那就不会 delete 了，会在显存和内存里各一份。前面说过手机内存显存通用的，所以内存里会有两份。  **Mip Maps：**例如 UI 元素这类相对于相机 Z 轴的值不会有任何变化的纹理，关闭该选项。  **Format：**选择合适的 Format，可减少占用的空间。  **alpha：**对于不透明纹理，关闭其 alpha 通道。  **Max Size：**根据平台不同，纹理的 Max Size 设成该平台最小值。 **POT：**纹理的大小尽量为 2 的幂次方（POT），因为有些压缩格式可能不支持非 2 的幂次方的。 **合并：**尽量将多张纹理合并成为大图。 **压缩：** **Android 设备**运行平台要求支持 **OpenGL ES 3.0** 的使用 **ETC2**，RGB 压缩为 RGB Compressed ETC2 4bits，RGBA 压缩为 RGBA Compressed ETC2 8bits。需要兼容 **OpenGL ES 2.0** 的使用 **ETC**，RGB 压缩为 RGB Compressed ETC 4bits，RGBA 压缩为 RGBA 16bits。（压缩大小不能接受的情况下，压缩为 2 张 RGB Compressed ETC 4bits） **IOS 设备**运行平台要求支持 **OpenGL ES 3.0** 的使用 **ASTC**，RGB 压缩为 RGB CompressedASTC 6x6 block，RGBA 压缩为 RGBA Compressed ASTC 4x4 block。对于法线贴图的压缩精度较高可以选择 RGB CompressedASTC 5x5 block。需要兼容 **OpenGLES 2.0** 的使用 **PVRTC**，RGB 压缩为 PVRTC 4bits，RGBA 压缩为 RGBA 16bits。（压缩大小不能接受的情况下，压缩为 2 张 RGB Compressed PVRTC 4bits）  参考： [Ssiya：[2018.1]Unity 贴图压缩格式设置](https://zhuanlan.zhihu.com/p/113366420) ### Mesh **Read/Write：**同 Texture，若开启，Unity 会存储两份 Mesh，导致运行时的内存用量变成两倍。 **Compression：Mesh Compression** 是使用压缩算法，将 Mesh 数据进行压缩，结果是会**减少占用硬盘的空间**，但是在 Runtime 的时候会被解压为原始精度的数据，因此**内存占用并不会减少**。 需要注意的是有些版本开了，实际解压之后内存占用大小会更严重。  **Rig：**如果没有使用动画，请关闭 **Rig**，例如房子，石头这些。  **Blendshapes：**如果没有用到 Blendshapes，也关闭。  **Material 设置：**如果 Material 没有用到法向量和切线信息，关闭可以减少额外信息。  ### Assets 和整个的 Asset 管理有关系，在 unity 官网上有个关于资源管理的文章。 [undefined](https://docs.unity3d.com/Manual/MobileOptimizationPracticalGuide.html) 优化 Managed Memory ----------------- ### Destroy 与 null 用 Destroy，别用 null，显示的调用 Destroy 才能真正的销毁掉。 ### Class 和 Struct 根据具体使用情况选择 Class 或 Struct。 ### 减少装箱拆箱操作 例如 LINQ 和常量表达式以装箱的方式实现，String.Format() 也常常会产生装箱操作等。 ### 对象池 虽然 VM 自己有内存池，但是我们还是需要自己使用内存池来管理。 在游戏程序中，创建和销毁对象事很常见的操作，通常会通过 **Instantiate** 和 **Destroy** 方法来实现，如果频繁的进行这些操作，GC 的时候会导致负载很重，因为会有大量的已摧毁对象的存在，不仅会造成 CPU 的负载峰值，还可能导致堆积碎片化。因此我们可以使用对象池来处理这类问题。 使用对象池时需要注意，要决定对象池的大小，以及一开始要产生多少数量的对象在池中。因为如果你需要的对象数量多过池中现有的，就必须将对象池变大，扩的太大可能造成浪费，扩的小可能又造成频繁的添加。 ### 闭包和匿名函数 所有的匿名函数和闭包在 c# 编 IL 代码时都会被 new 成一个 Class（匿名 class），所以在里面所有函数，变量以及 new 的东西，都是要占内存的。 ### 协程 协程属于闭包和匿名函数的特例，游戏开始启动一个协程直到游戏结束才释放，错误的做法。因为协程只要没被释放，里面的所有变量，即使是局部变量（包括值类型），也都会在内存里。建议用的时候才生产一个协程，不用的时候就丢掉。 ### 配置表 一个游戏，策划往往会通过 excel 配置很多的配置表，然后我会在游戏中加载这些 excel 来读取其中的数据。但是如果 excel 数量非常的庞大，我们最好不要一下子全丢到内存里，建议分关加载等。 ### 单例 慎用单例，且不要什么都往里放，因为里面的变量会一直占用内存。 ### Scriptable Objects 假设我们有一个控制敌人的组件，名叫 Enemy，代码如下： ``` public class Enemy : MonoBehaviour { public float maxSpeed; public float attackRadius; } ``` 这个组件挂载在每个敌人身上，但是其中这两个浮点数（maxSpeed 和 attachRadius）的数值都是不变的。那么当场景中存在很多的敌人时，每次生成敌人的时候，这些数据就会重复一份。 所以即使所有数据都一样，这两个浮点数还是重复的出现在有此脚本的对象上。所以建议改用 Scriptable Objects，这样就只会耗费一组这样数据的内存，代码如下： ``` public class EnemyConfiguration : ScriptableObject { public float maxSpeed; public float attackRadius; } public class Enemy : MonoBehaviour { public EnemyConfiguration enemyConfiguration; } ``` ### 变量 or 属性 通常我们为了封装安全性，开发时会选择使用属性（getter/setter），而属性本质上是函数的调用，前面提到调用函数时，会在堆栈上分配内存，因此调用属性也是如此。当调用多次时，花费在堆栈中的时间就会增加。当然了，一般来说问题不大，但是如果在使用频繁的循环体中使用属性，可能就需要针对性的优化。 我们可以通过宏命令进行处理，例如在开发时使用属性，发布版本时使用变量，如下： ``` #if DELELOPMENT_BUILD int m_health; public int health { get => m_health; } #else public int health; #endif ``` ### 缓存一些 Hash 值 在我们想要在运行时修改动画或者材质的时候，可以使用下面方法来实现 ``` animator.SetTrigger("Idle"); material.SetColor("Color", Color.white); ``` 这类方法往往也可以通过索引来作为参数，使用字符串只是能显示的更加直观，但是当我们传递字符串时，程序内部会进行一些处理，频繁调用的话可能就会造成性能的消耗。因此我们可以先找到对应的索引，并将其缓存起来，供后续使用，如下： ``` int idleHash = Animator.StringToHash("Idle"); animator.SetTrigger(idleHash); int colorId = Shader.PropertyToID("Color"); material.SetColor(colorId, Color.white); ``` ### 缓存引用对象 例如我们常常会在游戏运行的时候去查找一些对象，**GameObject.Find** 与其他所有关联的方法，需要遍历所有内存中的游戏对象以及组件，因此在复杂场景中，效率会很低。**GameObject.GetComponent**，会查询所有附加到 GameObject 上的组件，组件越多，GetComponent 的成本就越高。若使用的是 **GetComponentInChildren**，随着查询变复杂，成本会更高。 因此不要多次查询相同的对象或组件，而且查询一次后将其缓存起来，方便后续的使用。 前面我们基本上介绍了内存的概念以及和内存直接相关的一些优化方法，当然了，优化除了优化内存意外还有很多其他的优化，例如 DrawCall，算法的时间复杂度等，接下来我们看看其他方面相关的一些优化。 图像（Graphics）的一些优化建议 ------------------- 基本上当 Unity 渲染游戏图像时，会调用 **draw call** 来对 GPU 下指令，让场景能成功渲染。对象，材质和纹理越多，处理起来需要的时间也越多。所以过多的 drawcall 就会影响游戏的优化，这对于瓶颈在 GPU 上的游戏影响特别大，也就是我们的游戏已经给 GPU 太大的压力了。 ### 使用批处理： 我们可以使用**批处理**来尽量减少 drawcall，使用批处理需要满足一些情况，例如，要批处理的对象必须引用一样的材质，并使用相同的纹理（纹理合并在这就很重要），但是使用的模型可以不一样。 **动态批处理：**可以减少对于移动对象的 drawcall。只能用于**少于 900 个顶点**信息的情况，包含坐标、法线、uv0、uv1、切线。动态批处理每帧评估一次，由 CPU 负责。 **静态批处理：**即对开启 **static** 标记的对象做批处理，在构建期完成。适用于绝大部分的静态 Mesh，因此任何不会动的对象都应标记为静态的。如果我们在运行时要添加静态对象，可以看一下 **StaticBatchUtility.Combine()** 的 API 有关 SRP Batcher 可以看下： [SRP Batcher，Draw Call 优化，Shader SRP Batcher compatible](https://blog.csdn.net/wangjiangrong/article/details/105518220) ### Cast Shadows 默认情况下，MeshRenderder 组件的 Cast Shadows 是开启的。  阴影的渲染可以让游戏的光线增加真实度和深度感，但是某些情况下可能并不需要。在复杂场景中，可能会造成多余的阴影计算，阴影效果最后也看不见。 因此若场景有的对象是否有阴影对整体效果没有影响的话，就关闭这个选项。不计算阴影可以省下 CPU 时间。（具体渲染步骤可以在 Frame Debugger 的 Shadows.Draw 中查看） ### Light Culling Mask  在复杂场景中，许多光线紧靠彼此，你可能觉得光线不能影响特定对象。根据渲染流程的设置，场景中越多的光照，性能可能就会越差。因此我们要确保光照只影响特定的对象层（例如专门给角色打光的光源，设置成只影响角色），尤其是多光源和多对象彼此紧靠的时候。 ### 避免使用手机原生分辨率 现在的手机分辨率非常的高，在手机呈现高分辨率可能会影响性能和手机过热的问题。因为会有大量的计算需求，如后期处理。如果游戏本身很耗 GPU，高分辨率会恶化这些问题。建议使用 **Screen.SetResolution** 来降低游戏预设的解析设置（根据不同的设备来找到一些合适的值），来提高性能。 UI 的一些优化建议 ---------- ### 显示与隐藏 UI 的隐藏我们可以使用将其移到 Canvas 外的方法，而不是利用 SetActive(false) 的方法来隐藏。 ### UI 的批处理 如果 UI 元素会改变数值或是位置，会影响批处理，导致向 GPU 发送更多的 drawcall。因此建议： * 将更新频率不同的 UI 放在不同的 Canvas 上。 * 相同 Canvas 中的 UI 元素的 Z 值要相同，这样才不会打断批处理。 * 相同 Canvas 中的 UI 元素要使用相同的材质和纹理，材质或着色器可以有动态变换（例如一些特效），这不会影响批处理。 * 相同 Canvas 中的 UI 元素要使用相同裁剪矩阵。 ### Graphic Raycaster  该组件是用来处理输入事件，默认挂载在每个 Canvas 上。有时不能互动的对象仍是 canvas 中的一部分，并附带了该组件，所以当每次鼠标或触控点击时，系统就要遍历所有可能接受输入事件的 UI 元素，就会造成多次的 “点落在矩形中” 的检查，来判断对象是否该作出反应。在 UI 很复杂的情况下，这个运算成本就会很高。因此建议确保只有可互动的 Canvas 才有该组件，节省 CPU 运行时间。 ### 全屏 UI 的处理 游戏中可能会有些全屏 UI（例如一些设置界面），会遮挡住场景物体或其他 UI 元素。然而它们即使被遮挡看不见，CPU 和 GPU 还是会有消耗，因此建议： * 3D 场景完全被遮挡的话，关闭渲染 3D 场景的摄像机。 * 被遮蔽的 UI，Disable 这些 Canvas，注意不是 SetActive(false）。 * 尽可能的降低帧率，因为这些 UI 一般不需要刷新那么频繁。 其他一些优化 ------ ### GameObject 的层次结构 某些情况下，场景中的物体可能有很深的嵌套结构，当我们对父节点的 GameObject 进行坐标转换时，就会产生 **OnTransformChanged** 事件，这消息会传递给该 GameObject 下所有子对象，即使这些对象没有任何渲染组件（也就是我们看不见任何变化），造成一些不必要的转换运算，包括平移，旋转和缩放。 此外，较深的结构也会导致在 GC 时，花费更多的时间在层级结构间遍历。 ### 避免在 Awake 和 Start 中添加大量的逻辑 这对游戏启动很重要，Unity 会在 Awake 和 Start 方法执行后渲染第一个画面，某些情况可能会导致启动画面或是载入画面需要花更长的时间渲染，因为你必须等每个游戏对象都完成 Awake 和 Start 的执行。同时若游戏启动时，黑屏太久，提包时可能会被退审。 ### 删除空的 Unity 事件 Monobehaviour 中的 Start，Update 这些方法即使是空的，也会带来些微的性能消耗，因此若为空，就删除它们。 ### Accelerometer Frequency  这个设置在 Project Settings->Player->IOS->Other Settings 中，这个功能定义 Unity 从设备读取加速度仪信息的频率，在不需要加速仪的游戏中，将它启动或设置了高于需求的频率，会影响性能表现。因为读取硬件设备信息，会增加 CPU 的处理时间。 ### 移动物体 Unity 中有许多移动游戏对象的方法，例如 **transform.Translate**，如果对象需要碰撞判定，我们则会添加刚体和碰撞体，如果还是使用 transform.Translate 方法，会造成 **PhysX 物理引擎**整体重新计算，对于复杂的场景，成本可能很高。因此若要移动带有刚体的对象，使用 **rigidBody.MovePosition**，并且要在 **FixedUpdate** 方法中执行。 建议使用 transform.Translate 就在 Update 中执行，使用 rigidBody.MovePosition 或 AddForce 方法在 FixedUpdate 中执行。 ### 添加组件 在运行时调用 **AddComponent** 其实很没效率，尤其在一帧中多次启用这类调用。 当我们添加一个组件的时候，Unity 会做下列操作： * 先看组件有没有 DisallowMultipleComponent 的设置，如果有，就要去检查是否有同类型的组件已加入 * 然后检查 RequireComponent 设置是否存在，如果设置了，就代表这个组件需要别的组件同步加入（重复做添加组件的操作） * 最后调用所有被加入的 MonoBehaviour 的 Awake 方法 上述这些步骤都**发生在堆积**上，所以可能会影响性能和增加 GC 的处理时间。 ### 数据结构 也就是 Array，List 和 Dictionary 等，例如在 Array 或 List 中使用索引的成本很低，那么就适合要经常通过索引读取的情况。而要频繁增加和移除对象时，使用 Dictionary 是最合适的。 矩阵运算与常用矩阵 贝塞尔曲线中的伯恩斯坦多项式（Bernstein Polynomial）