C#在Unity游戏开发中进行多线程编程的方法

在这之前,有很多人在质疑Unity支不支持多线程,事实上Unity是支持多线程的。而提到多线程就要提到Unity非常常用的协程,然而协程并非真正的多线程。协程其实是等某个操作完成之后再执行后面的代码,或者说是控制代码在特定的时机执行。而多线程在Unity渲染和复杂逻辑运算时可以高效的使用多核CPU,帮助程序可以更高效的运行。本篇主要介绍在Unity中如何使用多线程。

首先引入C#中使用多线程的类库

using System.Threading;

创建线程实例的四种方式

一、线程执行无参方法

构造语法

// 初始化 Thread 类的新实例。
// < param name="start">无参委托对象.</ param>
public Thread(ThreadStart start)

start

类型:System.Threading.ThreadStart
表示开始执行此线程时要调用的方法的 ThreadStart 委托。

void Start()
{
 //创建无参线程对象
 Thread thr = new Thread(Func_NoArguments);
 //启动线程
 thr.Start();
}
// Function Of No Arguments.

void Func_NoArguments()
{
 Debug.Log("Run Func_NoArguments");
}

二、线程执行有参方法

构造语法

// 初始化 Thread 类的新实例。
// < param name="start">有参委托对象.< /param>
public Thread(ParameterizedThreadStart start)

start

类型:System.Threading.ParameterizedThreadStart
一个委托,它表示此线程开始执行时要调用的方法。
注意:参数只能有一个,且必须为object类型

实例

void Start()
{
 //创建有参线程对象
 Thread thr = new Thread(Func_Arguments);
 //启动线程,传入参数
 thr.Start("Lanou");
}
// Function Of Have Arguments.
void Func_Arguments(object data)
{
 Debug.Log("Run Func_Arguments, Data = " + data);
}

三、线程执行无参方法,限制线程要使用的最大堆栈大小

构造语法

// 初始化 Thread 类的新实例。
// < param name="start">无参委托对象.< /param>
// < param name="maxStackSize">使用的最大堆栈大小.< /param>
public Thread(ThreadStart start,int maxStackSize)

start

类型:System.Threading.ThreadStart
表示开始执行此线程时要调用的方法的 ThreadStart 委托。

maxStackSize

类型:System.Int32
线程要使用的最大堆栈大小(以字节为单位);如果为 0,则使用可执行文件的文件头中指定的默认最大堆栈大小。
重要事项:对于部分受信任的代码,如果 maxStackSize 大于默认堆栈大小,则将其忽略。 不引发异常。

void Start()
{
 //创建无参线程对象,限制256KB堆栈大小
 Thread thr = new Thread(Func_NoArguments,262144);
 //启动线程
 thr.Start();
}
// Function Of No Arguments.
void Func_NoArguments()
{
 Debug.Log("Run Func_NoArguments");
}

四、线程执行有参方法,限制线程要使用的最大堆栈大小

构造语法

// 初始化 Thread 类的新实例。
// < param name="start">有参委托对象.< /param>
// < param name="maxStackSize">使用的最大堆栈大小.< /param>
public Thread(ParameterizedThreadStart start,int maxStackSize)

start

类型:System.Threading.ParameterizedThreadStart
一个委托,它表示此线程开始执行时要调用的方法。
注意:参数只能有一个,且必须为object类型

maxStackSize

类型:System.Int32
线程要使用的最大堆栈大小(以字节为单位);如果为 0,则使用可执行文件的文件头中指定的默认最大堆栈大小。
重要事项:对于部分受信任的代码,如果 maxStackSize 大于默认堆栈大小,则将其忽略。 不引发异常。

实例

void Start()
{
 //创建有参线程对象,限制256KB堆栈大小
 Thread thr = new Thread(Func_Arguments,262144);
 //启动线程,传入参数
 thr.Start("Lanou");
}
// Function Of Have Arguments.
void Func_Arguments(object data)
{
 Debug.Log("Run Func_Arguments, Data = " + data);
}

启动线程(上文已使用)

无参启动

void Start()
{
 //创建无参线程对象
 Thread thr = new Thread(Func_NoArguments);
 //启动线程
 thr.Start();
}
// Function Of No Arguments.
void Func_NoArguments()
{
 Debug.Log("Run Func_NoArguments");
}

有参启动

void Start()
{
 //创建有参线程对象
 Thread thr = new Thread(Func_Arguments);
 //启动线程,传入参数
 thr.Start("Lanou");
}
// Function Of Have Arguments.
void Func_Arguments(object data)
{
 Debug.Log("Run Func_Arguments, Data = " + data);
}

常用方法

1.public static void Sleep( int millisecondsTimeout)将当前线程挂起指定的毫秒数。
(1)millisecondsTimeout
类型:System.Int32
挂起线程的毫秒数。 如果 millisecondsTimeout 参数的值为零,则该线程会将其时间片的剩余部分让给任何已经准备好运行的、有同等优先级的线程。 如果没有其他已经准备好运行的、具有同等优先级的线程,则不会挂起当前线程的执行。
(2)public void Resume()
继续已挂起的线程。(已过时)
(3)public void Abort()
在调用此方法的线程上引发 ThreadAbortException,以开始终止此线程的过程。 调用此方法通常会终止线程。
(4)public void Join()
阻止调用线程直到线程终止,同时继续执行标准的 COM 和 SendMessage 传送。
(5)public enum ThreadPriority
指定 Thread 的调度优先级。

通过线程池执行线程

2.ThreadPool.QueueUserWorkItem 方法 (WaitCallback)
public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback callBack)
callBack
类型:System.Threading.WaitCallback
一个 WaitCallback,表示要执行的方法。
返回值
类型:System.Boolean
如果此方法成功排队,则为 true;如果无法将该工作项排队,则引发 NotSupportedException。

Unity使用多线程注意

变量都是共享的(都能指向相同的内存地址)
UnityEngine的API不能在分线程运行
UnityEngine定义的基本结构(int,float,Struct定义的数据类型)可以在分线程计算,如 Vector3(Struct)可以 , 但Texture2d(class,根父类为Object)不可以。
UnityEngine定义的基本类型的函数可以在分线程运行
Unity多线程插件

LOOM Multi Threading Framework 1.7

核心方法

// Unlike "StartMultithreadedWorkloadExecution", you will have to build your own IThreadWorkerObject.
 // Downside: It requires some extra work. Upside: you got more controll over what goes in and comes out
 // Infact: You can create you own polymorphed IThreadWorkerObject-array, each ellement being a completely different type. For example: the statemachines of enemies are IThreadWorkerObject's and the array contains completely different classes with enemies/AI-behaviours.
 // < param name="workerObjects">An array of IThreadWorkerObject objects to be handled by the threads. If you want multiple cores/threads to be active, make sure that the number of IThreadWorkerObject's proves matches/exeeds your preferred number maxWorkingThreads. < /param>
 // < param name="onComplete">Fired when all re-packaged workLoad-objects are finished computing< /param>
 // < param name="onPackageExecuted">Fires foreach finished re-packaged set of workLoad-object< /param>
 // < param name="maxThreads"> Lets you choose how many threads will be run simultaneously by the threadpool. Default: -1 == number of cores minus one, to make sure the MainThread has at least one core to run on. (quadcore == 1 core Mainthread, 3 cores used by the ThreadPoolScheduler)< /param>
 // < param name="scheduler">If Null, a new ThreadPoolScheduler will be instantiated.< /param>
 // < param name="safeMode">Executes all the computations within try-catch events, logging it the message + stacktrace< /param>
 // < returns>A ThreadPoolScheduler that handles all the repackaged workLoad-Objects< /returns>
 public static ThreadPoolScheduler StartMultithreadedWorkerObjects(IThreadWorkerObject[] workerObjects, ThreadPoolSchedulerEvent onCompleteCallBack, ThreadedWorkCompleteEvent onPackageExecuted = null, int maxThreads = -1, ThreadPoolScheduler scheduler = null, bool safeMode = true)
{
  if (scheduler == null)
  scheduler = CreateThreadPoolScheduler();

 scheduler.StartASyncThreads(workerObjects, onCompleteCallBack, onPackageExecuted, maxThreads, safeMode);
 return scheduler;
}

结束语

Unity可以使用多线程,但对其有很多限制,所以在不使用UnityEngine API的情况下,可以使用多线程,提高多核CPU的使用率。通常可以将需要大量计算的算法内容,放置到多线程中执行,包括逻辑框架也可以放到多线程中执行。本篇理论性较强,后期会陆续发布实战型文章。

时间: 2016-04-18

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