Unity——浅谈AB包（AssetBundle）

浅谈AB包

Unity资源管理

在Unity中，一般来说，资源加载方式主要分为Resources加载和AssetBundle加载。

Unity有个特殊文件夹Resources，放在这个文件夹下的资源可以通过Resources.Load()来直接加载。即Resources加载资源方式。

当获得AssetBundle之后，也可以调用AssetBundle对应的API来加载资源。

什么是AB包

AB包全名AssetBundle（资源包）。是一种Unity提供的用于存放资源的包。通过将资源分布在不同的AB包中可以最大程度地减少运行时的内存压力，并且可以有选择地加载内容。

为什么要用AB包

1、热更新。（要热更新需要确保AB包打出来的资源具有唯一性，且相同资源的AB包检验码相同。）

2、Resources加载虽然简单方便，但是也有很多问题：

对内存管理造成一定的负担。
在打开应用时加载时间很长。
Resources文件夹下的所有资源统一合并到一个序列化文件中（可以看成统一打一个大包，巨型AB包有什么问题它就有什么问题），对资源优化有一定的限制。
不建议大量使用Resources。

使用方法

打AB包：

public static AssetBundleManifest BuildAssetBundles(string outputPath, BuildAssetBundleOptions assetBundleOptions, BuildTarget targetPlatform);

BuildAssetBundleOptions枚举类型的值转化为二进制都是只有一位是1，其他位都是0。如UncompressedAssetBundle是0000 0000 0001，IgnoreTypeTreeChanges是0000 0100 0000，DisableLoadAssetByFileName是1000 0000 0000。

BuildAssetBundles底层会对传入的BuildAssetBundleOptions值进行处理，根据二进制位数来判断使用哪种策略构建AB包。因此如果在构建AB包时想要使用多种策略，用&连接即可。

BuildTarget参数用来选择针对的平台，因为AB包在不同平台下是不兼容的。

设置资源AB包名：

AssetImporter.assetBundleName // AB包名
AssetImporter.assetBundleVariant // AB包变体名

获取AB包方法：

AssetBundle.LoadFromFile(string path)
AssetBundle.LoadFromFileAsync(string path)
AssetBundle.LoadFromMemory(byte[] binary)
AssetBundle.LoadFromMemoryAsync(byte[] binary)
AssetBundle.LoadFromStream(Stream stream)
AssetBundle.LoadFromStreamAsync(Stream stream)
WWW.assetBundle

LoadFromFile是从文件中加载AB包，它从一个给定的路径来加载AB包。如果AB包是LZ4加载方式，它只会加载AB包的Header，之后需要什么资源再加载那部分的AB包chunk。极大的减少了内存占用。（LoadFromFileAsync是它的异步版本）

LoadFromMemory是从内存中加载AB包，它从内存中的byte[]中加载AB包。它会完整的把AB包加载出来。（LoadFromMemoryAsync是它的异步版本）

LoadFromStream是从流中加载AB包，它从一个Stream中加载AB包。跟LoadFromFile一样，如果AB包是LZ4加载方式，它也是只会加载AB包的Header。（LoadFromStreamAsync是它的异步版本）

WWW是Unity中的跟网络相关的类，可以通过该类从网络中下载资源，之后加载成AB包。

加载资源方法：

AssetBundle.LoadAsset(string assetName, Type resType)
AssetBundle.LoadAssetAsync(string assetName, Type resType)

LoadAsset是同步方法，LoadAssetAsync是异步方法。

还有很多关于AssetBundle的方法，官方API中有详细的介绍。

AB包变体

即AssetBundleVariant。AB包变体被用来支持定制化参数，允许不同AB包中的不同Object在加载和解析instance ID引用时显示为相同Object。

从概念上讲，允许两个Object显示为共享相同的GUID和Local ID，但实际上由Variant ID来区分。

简而言之，实际上就是一个资源的分类标签。

如同一图片的高清和低清资源，同一模型的高精度和低精度资源。

在Unity编辑器右下角设置AB包名的后面就是设置AB包变体名。

BuildAssetBundleOptions：

None - 0：默认方式。使用LZMA压缩算法，该算法压缩后包体很小，但是加载的时候需要花费很长的时间解压。第一次解压之后，该包又会使用LZ4压缩算法再次压缩。这就是为什么第一次加载时间长，之后加载时间就没那么长了。（LZMA需要完整解压之后才能加载包内资源，LZ4不需要完整解压就可以加载包内资源。）

UncompressedAssetBundle - 1：不压缩。虽然包体大，但是加载快。

DisableWriteTypeTree - 8：不包含TypeTree信息。虽然可以使得AB包更小，但是对低版本不兼容。不建议使用。

DeterministicAssetBundle - 16：创建一个哈希来映射存储在AB包里的对象的id。

ForceRebuildAssetBundle - 32：强制重建AB包。

IgnoreTypeTreeChanges - 64：当做增量构建检测时，忽略type tree的变化。

AppendHashToAssetBundleName - 128：添加哈希到AB包名。

ChunkBasedCompression - 256：使用基于块的LZ4压缩算法。

StrictMode - 512：如果在构建时有任何错误，则不允许构建成功。

DryRunBuild - 1024：干构建。

DisableLoadAssetByFileName - 4069：禁止AB包通过文件名加载资源。

DisableLoadAssetByFileNameWithExtension - 8192：禁止AB包通过文件扩展名加载资源。

AssetBundleStripUnityVersion：构建时从压缩文件和序列化文件的header中移除Unity版本号。

LZMA和LZ4

LZMA是流压缩方式（stream-based）。流压缩再处理整个数据块时使用同一个字典，它提供了最大可能的压缩率，但是只支持顺序读取。所以加载AB包时，需要将整个包解压，会造成卡顿和额外内存占用。

LZ4是块压缩方式（chunk-based）。块压缩的数据被分为大小相同的块，并被分别压缩。如果需要实时解压随机读取，块压缩是比较好的选择。LoadFromFile()和LoadFromStream()都只会加载AB包的Header，相对LoadFromMemory()来说大大节省了内存。

内存占用

下面是AB包再内存中的占用情况：

这是从网络中下载资源的内存占用情况。

下载的资源包括AB包、图片、材质、动画、音频等，以Stream的形式存储在内存中。（AB包中也可以有图片、材质、动画、音频等资源）

之后通过加载AB包的方法，将AB包加载到内存中去。

AB包内的资源需要通过AssetBundle.Load()来加载到内存中。

对于GameObject来说，通常情况下需要对其进行改动，所以它是完全复制一份该资源来进行的实例化。也就是说，当AB包中的GameObject从内存中卸载后，实例化的GameObject不会因此丢失。并且对实例化对象的修改不会影响到GameObject资源。

对于Shader和Texture来说，通常情况下不需要对其进行改动，所以它是通过引用来进行的实例化。也就是说，当AB包中的Shader和Texture资源从内存中卸载后，实例化的Shader和Texture会出现资源丢失的情况。并且对实例化对象的修改会影响到Shader和Texture资源。

对于Material和Mesh来说，有时候可能需要对其进行改动，所以它是通过引用+复制来进行的实例化。也就是说，当AB包中的Material和Mesh资源从内存中卸载后，实例化的Material和Mesh会出现资源丢失的情况。并且对实例化对象的修改不会影响到Material和Mesh资源。

总结大致流程为：

AB包先要从硬盘或者网络中加载到内存中，然后将AB包内的每一份资源加载到内存中，再之后在内存中实例化这些资源。每种资源有其自己不同的实例化方式，卸载资源的时候需要注意。

AB包内部结构

AssetBundleFileHeader：记录了版本号、压缩等主要描述信息。

AssetFileHeader：包含一个文件列表，记录了每个资源的name、offset、length等信息。

Asset1：

AssetHeader：记录了TypeTree大小、文件大小、format等信息。
TypeTree（可选，有不要TypeTree的构建方式）：记录了Asset对象的class ID。Unity可以用class ID来序列化和反序列化一个类。（每个class对应了一个ID，如0是Object类，1是GameObject类等。具体可在Unity官网上查询。）
ObjectPath：记录了path ID（资源唯一索引ID）等。
AssetRef：记录了AB包对外部资源对引用情况。

Asset2…

.manifest

这是AB包对应的.manifest文件。

ManifestFileVersion: 0 # 文件版本
CRC: 2657307167 # CRC校验码
Hashes: # 哈希AssetFileHash: # AB包中所有资源的哈希，可用于增量更新检测serializedVersion: 2 # Unity序列化版本Hash: 717e408ba50ee41b0960161fd2d5a827TypeTreeHash: # AB包中所有类型的哈希，可用于增量更新检测serializedVersion: 2 # Unity序列化版本Hash: 8d552bf2f5bdba1177c938cb98ca6f2f
HashAppended: 0
ClassTypes: # TypeTree
- Class: 1 # GameObjectScript: {instanceID: 0}
- Class: 21 # MaterialScript: {instanceID: 0}
- Class: 28 # Texture2DScript: {instanceID: 0}
- Class: 48 # ShaderScript: {instanceID: 0}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: 1392445389, guid: f70555f144d8491a825f0804e09c671c, type: 3}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: -765806418, guid: f70555f144d8491a825f0804e09c671c, type: 3}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: -1200242548, guid: f70555f144d8491a825f0804e09c671c, type: 3}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: -146154839, guid: f70555f144d8491a825f0804e09c671c, type: 3}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: 708705254, guid: f70555f144d8491a825f0804e09c671c, type: 3}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: 1297475563, guid: f70555f144d8491a825f0804e09c671c, type: 3}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: 11500000, guid: 20e8969313b8e4614b498f042e99683a, type: 3}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: 11500000, guid: c86dbe77db44a434bb15895563508b65, type: 3}
- Class: 114 # MonoBehaviourScript: {fileID: 11500000, guid: 1a7e2f4cb82d9b94a91270d550c880c0, type: 3}
- Class: 115 # MonoScriptScript: {instanceID: 0}
- Class: 128 # FontScript: {instanceID: 0}
- Class: 198 # ParticleSystemScript: {instanceID: 0}
- Class: 199 # ParticleSystemRendererScript: {instanceID: 0}
- Class: 213 # SpriteScript: {instanceID: 0}
- Class: 222 # CanvasRendererScript: {instanceID: 0}
- Class: 224 # RectTransformScript: {instanceID: 0}
- Class: 687078895 # SpriteAtlasScript: {instanceID: 0}
Assets: # 包含资源
- Assets/Bundle/.../a.prefab
- Assets/Bundle/.../b.prefab
- Assets/Bundle/.../c.spriteatlas
Dependencies: # AB包依赖
- /Users/apple/.../AssetBundles/Android/q
- /Users/apple/.../AssetBundles/Android/w
- /Users/apple/.../AssetBundles/Android/e
- /Users/apple/.../AssetBundles/Android/r
- /Users/apple/.../AssetBundles/Android/t

特殊路径

Resources

对应的是Resources特殊文件夹路径。（只读）

在Unity下对应为：/Assets/Resources。

Application.streamingAssetsPath

对应的是StreamingAsset文件夹路径。（只读）

在Unity下对应为：/Assets/StreamingAssets。

在Android下对应为：jar:file:///data/app/xxx.apk!/assets。

在iOS下对应为：Application/…/xxx.app/Data/Raw。

Application.persistentDataPath

对应的是应用持久化数据存储文件夹路径。应用更新、覆盖安装时，这里的数据都不会被清除。（可读可写）

在Unity下对应为：/该Unity项目文件夹路径。

在Android下对应为：/…/data/应用名/files。

在iOS下对应为：Application/…/Documents。iOS还会自动将persistentDataPath路径下的文件上传到iCloud，会占用用户的iCloud空间。如果persistentDataPath路径下的文件过多，苹果审核可能被拒，所以，iOS平台，有些数据得放temporaryCachePath路径下。

Application.dataPath

对应的是应用Asset文件夹路径。（只读。Android不可读，因为改目录指向的是个.apk文件，而不是目录）

在Unity下对应为：/Assets。

在Android下对应为：/data/app/…/xxx.apk。

在iOS下对应为：Application/…/xxx.app/Data。

Application.temporaryCachePath

对应的是应用临时数据缓存文件夹路径。（只读）

在Unity下对应为：/该Unity项目文件夹路径。

在Android下对应为：/…/data/应用名/cache。

在iOS下对应为：Application/…/Library/Caches。

依赖问题

依赖问题，通俗的话来说就是A包中某资源用了B包中的某资源。然而如果A包加载了，B包没有加载，这就会导致A包中的资源出现丢资源的现象。

在Unity5.0后，BuildAssetBundleOptions.CollectDependencies永久开启，即Unity会自动检测物体引用的资源并且一并打包，防止资源丢失遗漏的问题出现。

因为这个特性，有些情况下，如果没指定某公共资源的存放在哪个AB包中，这个公共资源就会被自动打进引用它的AB包中，所以出现多个不同的AB包中有重复的资源存在的现象。这就是资源冗余。

这种情况下，哪怕资源是一模一样，也无法进行合并优化。

要防止资源冗余，就需要明确指出资源存放在哪个AB包中，形成依赖关系。所以对于一些公共资源，建议单独存放在一个AB包中。

在加载的时候，如果AB包之间相互依赖，那么加载一个AB包中的资源时，先需要加载出另一个AB包的资源。这样就会导致不必要的消耗。所以说尽可能地减少AB包之间的依赖，并且公共资源尽量提前加载完成。

细粒度问题

细粒度问题即每个AB包分别放入多少资源的问题，一个好的策略至关重要。

加载资源时，先要加载AB包，再加载资源。如果AB包使用了LZMA或LZ4压缩算法，还需要先给AB包解压。

AB包数量较多，包内资源较少	AB包数量较少，包内资源较多
加载一个AB包到内存的时间短，玩家不会有卡顿感，但每个资源实际上加载时间变长。	加载一个AB包到内存的时间较长，玩家会有卡顿感，但之后包内的每个资源加载很快。
热更新灵活，要更新下载的包体较小。	热更新不灵活，要更新下载的包体较大。
IO次数过多，增大了硬件设备耗能和发热压力。	IO次数不多，硬件压力小。

简单策略：

经常更新和不经常更新的对象拆分到不同的AB包中。
同时加载的对象放在一个AB包中。
不可能同时加载的对象拆分到不同的AB包中。
根据项目逻辑功能来分组打AB包。
根据同一类型对象来分组打AB包。
公共资源和非公共资源拆分到不同的AB包中。

卸载问题

当调用Resources.UnloadAsset()时，虽Object被销毁，但Instance ID被保留且包含有效的GUID和Local ID引用。

当调用AssetBundle.Unload(true)时，不仅Object被销毁，而且Instance ID的GUID和Local ID引用变无效。

当调用AssetBundle.Unload(false)时，虽Object不被销毁，但Instance ID的GUID和Local ID引用变无效。场景中的物体会与该AB包分离链接。即该物体的instance ID引用的GUID和Local ID会断开引用，无法再通过该instance ID找到GUID和Local ID。

如果再次加载该AB包时，分离了链接的物体不会受该新加载的AB包管理。因此如果不注意的话可能会导致一些不可控的问题。Unity中有Resources.UnloadUnusedAssets()方法可以很好地解决这个问题。

AB包的加密

因为AB包存放着游戏的各种资源，所以如果AB包不加密，那么别人在得到AB包的时候可以直接看到AB包内所有的资源。经过一定特殊操作后可以直接从AB包中导出图片、音频、动画，甚至可以在Unity中直接实例化出来另存为Prefab。

加密思路如下：

1、在构建完AB包后，可以将AB包中的内容以byte[]形式读取。

2、之后选用任意加密方式对该byte[]加密。

3、加密完后重新写入AB包中。

4、AB包加密完成。

这样对AB包加密之后，如果使用AssetBundle.LoadFromFile()来加载加密的AB包是会报错的，因为Unity以及无法识别加密过后的内容了，这样也就防止了别人随意对AB包进行的读取和加载，保证了资源的安全性。

解密思路如下：

1、先以byte[]形式读取AB包中的内容。

2、之后使用对应的解密算法对该byte[]进行解密。

3、解密过后的byte[]通过AssetBundle.LoadFromMemory()来进行加载。

4、AB包加载完成。

总的来说，这种二进制加密AB包的方式虽然有效，但是加载时间和内存占用是一个需要考虑的问题。很多时候选择不进行加密，一方面原因是因为需要多占用一份内存的问题，代价过大。虽然说从byte[]加载成AB包之后，byte[]可以从内存中释放，但是在加载的过程中还是会有一个内存占用的巅峰。

另一种简单的加密方式，即可以实现直接手段加载不出AB包，而且相对上述二进制加密AB包方式加载更快、耗费更小。

本质是通过在AB包中添加偏移量来实现加密。

public static AssetBundle LoadFromFile(string path, uint crc, ulong offset);

AssetBundle.LoadFromFile()的第三个参数是AB包内容的byte偏移量。也就是说从offset个byte开始读取AB包的内容。

因此如果在构建完AB包之后，在AB包前插入N个随机byte，那么此时想要加载该AB包，如不知道这个N值，则是无法成功读取和加载AB包的。这也就实现了加密。

从Stream中加载

AssetBundle.LoadFromStream()不像AssetBundle.LoadFromMemory()会多占用一份内存。

public static AssetBundle LoadFromStream(Stream stream, uint crc, uint managedReadBufferSize)

这是从托管流中加载AB包的方法。它跟LoadFromFile()一样，只会读取AB包的头文件。

使用Stream加载的限制：

1、AB包数据必须是从Stream的0位置开始。

2、当从AssetBundle数据的末尾开始并尝试读取数据时，Stream实现必须返回读取的0字节且不引发异常。

3、Stream必须是可读（CanRead返回true）和可搜寻（CanSeek返回true）的。

4、可以从任何Unity线程中调用Seek()和Read()。

CRC校验

AB包加载资源的完整方法实际上是AssetBundle.LoadFromFile(string path, uint crc, ulong offset)，三个参数。其中第二个参数就是CRC校验符。

每个AB包的.manifest文件中也有CRC校验符，用于校验数据完整性。

各种ID

序列化后，资源用GUID和Local ID管理。

GUID对应Asset。GUID存在.meta文件中。提供了文件特定位置的抽象。是一种映射。无需关心资源在磁盘上的存放位置。

Local ID对应Asset内的每一个Object。（Asset中）

虽然GUID和Local ID比较好用，但是毕竟因为存在磁盘上，读取比较耗时。因此Unity缓存一个instance ID对应Object，通过instance ID快速找到Object。instance ID是一种快速获取对象实例的ID，包含着对GUID和Local ID的引用。解析instance ID可以快速返回instance表示的已加载对象，如果为加载目标对象，则可以将文件GUID和Local ID解析为对象源数据，从而允许Unity即时加载对象。每次AB包重新加载时，都会为每个对象创建新的instance ID。

总结

没有最好的打AB包方式，只有最适合项目的打AB包方式。

参考资料

https://docs.unity3d.com/ScriptReference/AssetBundle.html
https://docs.unity3d.com/Manual/ClassIDReference.html
https://www.xuanyusong.com/?s=AssetBundle
https://blog.csdn.net/lodypig/category_6315960.html
https://blog.csdn.net/BillCYJ/article/details/99712313
https://learn.unity.com/tutorial/assets-resources-and-assetbundles#5c7f8528edbc2a002053b5a6

后记

这是很早之前学习AB包的时候写的笔记，有很多地方理解不到位，欢迎各位进行指正和讨论。