Unity的協(xié)程（Coroutine）是一種異步編程的機(jī)制，允許在多個(gè)幀之間分割代碼的執(zhí)行，而不阻塞主線程。與傳統(tǒng)的多線程不同，Unity的協(xié)程在主線程中運(yùn)行，并不會(huì)開啟新的線程。

什么是協(xié)程？

協(xié)程是一種能在一定條件下暫停執(zhí)行，并在稍后恢復(fù)執(zhí)行的函數(shù)。它允許將一個(gè)任務(wù)拆分為多個(gè)小任務(wù)，每一小段任務(wù)可以在多個(gè)幀內(nèi)完成，而不是在一幀內(nèi)阻塞主線程。

在Unity中，協(xié)程通過StartCoroutine方法啟動(dòng)，并可以通過yield關(guān)鍵字來暫停執(zhí)行，直到滿足特定條件（例如等待時(shí)間、等待幀、等待另一個(gè)協(xié)程完成等）后繼續(xù)運(yùn)行。

協(xié)程的語法

在Unity中，協(xié)程的基本語法如下：

using UnityEngine;
using System.Collections;public class CoroutineExample : MonoBehaviour
{void Start(){// 啟動(dòng)一個(gè)協(xié)程StartCoroutine(MyCoroutine());}IEnumerator MyCoroutine(){Debug.Log("第1步: 開始協(xié)程");// 等待3秒yield return new WaitForSeconds(3);Debug.Log("第2步: 等待3秒完成");// 等待一幀yield return null;Debug.Log("第3步: 等待一幀完成");// 等待直到某個(gè)條件為真yield return new WaitUntil(() => Time.time > 5);Debug.Log("第4步: 等待直到Time.time > 5");}
}

• StartCoroutine(MyCoroutine())：啟動(dòng)一個(gè)協(xié)程，執(zhí)行MyCoroutine()函數(shù)。
• yield return new WaitForSeconds(3)：暫停執(zhí)行，等待3秒后恢復(fù)執(zhí)行。
• yield return null：暫停當(dāng)前協(xié)程，等到下一幀再恢復(fù)執(zhí)行。
• yield return new WaitUntil(() => Time.time > 5)：暫停，直到Time.time > 5為true時(shí)恢復(fù)執(zhí)行。

啟動(dòng)和停止協(xié)程

啟動(dòng)協(xié)程

StartCoroutine(“方法名”)：使用字符串指定協(xié)程名稱。
StartCoroutine(方法())：傳遞協(xié)程的IEnumerator方法。
示例：

StartCoroutine("MyCoroutine");
StartCoroutine(MyCoroutine());

停止協(xié)程

StopCoroutine(方法名或引用)：停止指定的協(xié)程。
StopAllCoroutines()：停止腳本中所有正在運(yùn)行的協(xié)程。

Coroutine myCoroutine;void Start()
{myCoroutine = StartCoroutine(MyCoroutine());
}void StopIt()
{StopCoroutine(myCoroutine); // 停止指定的協(xié)程StopAllCoroutines(); // 停止當(dāng)前腳本中的所有協(xié)程
}

注意：使用StopCoroutine時(shí)，不能使用StartCoroutine(“MyCoroutine”)的字符串方式，因?yàn)闊o法引用該協(xié)程。

協(xié)程的yield語法詳解

yield的作用是暫停當(dāng)前協(xié)程的執(zhí)行，直到指定的條件滿足。Unity中常見的yield操作有：

• yield return null; 等待一幀
• yield return new WaitForSeconds(t); 等待t秒
• yield return new WaitUntil(predicate); 等待直到條件為真
• yield return new WaitWhile(predicate); 等待直到條件為假
• yield return StartCoroutine(協(xié)程); 等待另一個(gè)協(xié)程完成
• yield break; 終止協(xié)程，立即退出

常見的協(xié)程應(yīng)用場(chǎng)景

場(chǎng)景切換中的加載動(dòng)畫

在場(chǎng)景加載的過程中顯示加載動(dòng)畫，而不是卡頓的黑屏。

IEnumerator LoadSceneAsync()
{AsyncOperation operation = SceneManager.LoadSceneAsync("SceneName");while (!operation.isDone){Debug.Log($"加載進(jìn)度：{operation.progress * 100}%");yield return null; // 等待一幀}Debug.Log("場(chǎng)景加載完成");
}

動(dòng)畫和特效的控制

在播放一段動(dòng)畫或特效時(shí)，等待動(dòng)畫播放完成再繼續(xù)后續(xù)操作。

IEnumerator PlayAnimation()
{Animator animator = GetComponent<Animator>();animator.Play("Attack");yield return new WaitForSeconds(2); // 等待動(dòng)畫播放2秒Debug.Log("動(dòng)畫播放完成，執(zhí)行其他操作");
}

定時(shí)觸發(fā)的任務(wù)

IEnumerator SpawnEnemies()
{while (true){Instantiate(enemyPrefab, transform.position, Quaternion.identity);yield return new WaitForSeconds(5); // 每隔5秒刷怪}
}

協(xié)程和多線程的區(qū)別

協(xié)程	多線程
運(yùn)行在主線程中	每個(gè)線程有獨(dú)立的執(zhí)行流
使用yield暫停	使用Thread.Sleep等
不需要上下文切換，效率高	需要操作系統(tǒng)的線程調(diào)度，性能開銷大
主要用于異步邏輯操作	主要用于計(jì)算密集型操作

注意事項(xiàng)和最佳實(shí)踐

• 不要阻塞主線程：協(xié)程在主線程中運(yùn)行，while(true)的無限循環(huán)會(huì)凍結(jié)游戲。
• 避免頻繁調(diào)用StartCoroutine：如果在Update中頻繁調(diào)用StartCoroutine，會(huì)導(dǎo)致性能下降。
• 避免內(nèi)存泄漏：未手動(dòng)停止的協(xié)程會(huì)一直運(yùn)行，導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。可用StopCoroutine來手動(dòng)控制協(xié)程的停止。
• 不要用字符串調(diào)用協(xié)程：StartCoroutine(“MyCoroutine”)的方式不易調(diào)試和管理，建議使用StartCoroutine(MyCoroutine())。
• 不要濫用協(xié)程：協(xié)程適用于需要在多個(gè)幀內(nèi)分段執(zhí)行的任務(wù)。對(duì)于簡單的幀內(nèi)任務(wù)，盡量不要使用協(xié)程。

Unity的協(xié)程機(jī)制提供了一種輕量的異步任務(wù)調(diào)度，適合在游戲中實(shí)現(xiàn)等待、計(jì)時(shí)、加載動(dòng)畫、場(chǎng)景切換等操作。與多線程相比，協(xié)程的運(yùn)行成本更低，控制也更簡單。通過yield來暫停和恢復(fù)代碼執(zhí)行，可以顯著提高游戲性能和玩家體驗(yàn)。合理使用協(xié)程有助于優(yōu)化游戲中的異步任務(wù)。

Unity是如何實(shí)現(xiàn)協(xié)程的

Unity的協(xié)程原理基于迭代器（Iterator）和C#的IEnumerator接口，而不是多線程。Unity的協(xié)程并不會(huì)新開一個(gè)線程去執(zhí)行邏輯，而是在主線程中調(diào)度，通過“分段執(zhí)行”的方式控制代碼的暫停和恢復(fù)。

協(xié)程的原理概述

1. C#中的迭代器和yield return

• 協(xié)程的本質(zhì)是C#的迭代器（Iterator），而yield return就是一種控制流的中斷標(biāo)志。
• 當(dāng)執(zhí)行到y(tǒng)ield return時(shí)，Unity會(huì)將當(dāng)前協(xié)程的“狀態(tài)”保存起來，并在下一個(gè)“可用的時(shí)機(jī)”恢復(fù)執(zhí)行。

2. Unity的調(diào)度器（Coroutine Scheduler）

• Unity每一幀都會(huì)檢查哪些協(xié)程需要恢復(fù)執(zhí)行。
• 如果一個(gè)協(xié)程調(diào)用了yield return WaitForSeconds(2)，Unity會(huì)在2秒后恢復(fù)該協(xié)程，并從上次中斷的位置繼續(xù)執(zhí)行。
• 這種調(diào)度機(jī)制與多線程無關(guān)，一切都在主線程中運(yùn)行。

3. 執(zhí)行流程

• Unity的MonoBehaviour管理協(xié)程，通過內(nèi)部的隊(duì)列/列表維護(hù)所有活躍的協(xié)程。
• 每一幀，Unity會(huì)遍歷這些協(xié)程，檢查是否滿足“恢復(fù)執(zhí)行”的條件（如時(shí)間已到、等待的條件達(dá)成等）。
• 如果條件滿足，Unity會(huì)調(diào)用該協(xié)程的MoveNext()方法，讓協(xié)程繼續(xù)運(yùn)行，直到遇到下一個(gè)yield語句。

協(xié)程的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)

要理解Unity如何實(shí)現(xiàn)協(xié)程，必須先掌握C#的IEnumerator和yield return的機(jī)制。

1. C# 的 IEnumerator 和 yield return
   當(dāng)在C#中使用yield return時(shí)，編譯器會(huì)自動(dòng)將方法“拆分”成狀態(tài)機(jī)（State Machine），而這個(gè)狀態(tài)機(jī)可以跟蹤函數(shù)的當(dāng)前執(zhí)行位置。
   示例如下：

IEnumerator MyCoroutine()
{Debug.Log("第1步");yield return new WaitForSeconds(1); // 暫停1秒Debug.Log("第2步");yield return new WaitForSeconds(2); // 暫停2秒Debug.Log("第3步");
}

編譯器生成的等價(jià)狀態(tài)機(jī)代碼如下（簡化版，省略了復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)細(xì)節(jié)）：

public class MyCoroutineStateMachine : IEnumerator
{private int state = 0; // 用于跟蹤當(dāng)前執(zhí)行到的位置public object Current { get; private set; } // yield返回的內(nèi)容public bool MoveNext(){switch (state){case 0:Debug.Log("第1步");Current = new WaitForSeconds(1);state = 1;return true; // 表示協(xié)程還沒有結(jié)束case 1:Debug.Log("第2步");Current = new WaitForSeconds(2);state = 2;return true;case 2:Debug.Log("第3步");state = -1; // 表示協(xié)程結(jié)束return false;}return false;}public void Reset() { }
}

解釋：

• state：控制當(dāng)前協(xié)程的“步驟狀態(tài)”，state=0表示正在執(zhí)行第1步，state=1表示執(zhí)行第2步。
• Current：表示yield return的結(jié)果（如WaitForSeconds(1)）。
• MoveNext()：每當(dāng)Unity的調(diào)度器在新一幀時(shí)調(diào)用MoveNext()，協(xié)程的控制流就會(huì)跳轉(zhuǎn)到當(dāng)前的state位置。
• 當(dāng)state為-1時(shí)，協(xié)程結(jié)束，MoveNext()返回false。
  這段代碼表明，Unity通過“狀態(tài)機(jī) + 迭代器”的機(jī)制，將協(xié)程拆分成多個(gè)小的執(zhí)行步驟，這些步驟會(huì)在每一幀內(nèi)被調(diào)度器分階段運(yùn)行。

2. Unity的調(diào)度器 (Scheduler)

• Unity在每一幀都會(huì)遍歷所有的協(xié)程，并調(diào)用每個(gè)協(xié)程的MoveNext()方法。
• 如果MoveNext()返回true，Unity會(huì)繼續(xù)等待，否則Unity將把這個(gè)協(xié)程從隊(duì)列中刪除。
• Unity在執(zhí)行MoveNext()時(shí)會(huì)檢查Current的返回值：
  • 如果是null：表示立即恢復(fù)（繼續(xù)執(zhí)行）
  • 如果是WaitForSeconds：Unity會(huì)記錄當(dāng)前的“等待時(shí)間”，然后延遲恢復(fù)協(xié)程。
  • 如果是CustomYieldInstruction：例如yield return new WaitUntil()，Unity會(huì)檢測(cè)其條件是否滿足。

Unity的協(xié)程工作流程圖

[Unity Start] ↓ 
[協(xié)程被添加到隊(duì)列] ↓ 
[每一幀調(diào)用協(xié)程的MoveNext()]  ↓ 
[檢測(cè)Current] └─> 如果是 WaitForSeconds，等待指定時(shí)間└─> 如果是 WaitUntil/WaitWhile，檢查條件└─> 如果是 null，直接繼續(xù)執(zhí)行↓ 
[如果協(xié)程結(jié)束，則從隊(duì)列中移除] 

小結(jié)

Unity的協(xié)程依賴C#的迭代器，通過IEnumerator生成的狀態(tài)機(jī)來分段執(zhí)行代碼。
Unity的調(diào)度器每一幀都會(huì)檢查和恢復(fù)協(xié)程，基于Current的結(jié)果來決定是否繼續(xù)執(zhí)行。
協(xié)程不會(huì)并行執(zhí)行，只是在主線程上“暫停-恢復(fù)”代碼。