Unity内存/GC优化方法

【前言】

GC回收垃圾时会暂停所有线程，垃圾回收后再开启所有线程，如果垃圾回收的时间长，那么程序会出现明显的卡顿。这会导致游戏帧率下降，游戏在运行时可能卡卡顿顿，帧率下降。为了让整个程序运行过程始终保持顺畅，在进行对内存/GC进行优化，优化的方法分为三种：一是减少GC运行的时间；二是减少GC的运行次数；三是推迟GC运行时间。

【策略性的】

对于子弹等不断重复出现消失的物体使用对象池Object Pooling管理
游戏载入新场景时，显示调用GC.Collection回收垃圾（因为载入场景本身就要等待，GC运行造成卡顿也没事）
使用SriptableObject（脚本化对象），其相当于资源文件，在实例化的时只是复制了引用（在实例化Prefab时是把数据复制了一遍）
启用增量垃圾收集（增量垃圾收集将垃圾收集分解到若干帧中完成，避免出现尖峰，这些尖峰意味着进行垃圾收集那一帧的物理时间远远超过维持 60FPS 所需的 16 毫秒限制，这会导致游戏卡顿）
不要在需要频繁调用的函数中写有会产生内存分配操作的代码，尤其是在Update中
尽量为需要长时间存活的资源创建大对象。（>=85000字节的对象为大对象）
减少装箱拆箱代码

【代码相关的】

如果某个方法只需要在某段时间内或某个条件下重复调用，而不是一直被重复调用，使用Invoke Repeating或者Coroutine来替代Update方法。（Update会被每帧调用，即使里面只有一行代码，也会耗时的，用协程虽然也会产生内存，但好处在于之后就不会再被调用。）
Foreach内部有迭代器，会导致装箱操作，所以在可以确定数组大小的情况下，用for循环代替。数组可以List就不可以这样用
Debug.log()会消耗很多性能，游戏完成后尽量去掉无用的Debug
减少Find，Component的使用，可以在Init中直接一次获取，而不是用的时候再获取。
慎用单例并管理好单例，因为静态中的引用不会被释放，如果其引用的某个东西引用了一个资源，那么资源不会被释放，内存一直占着。
注意协程造成的GC，协程中的yield语句本身不需要进行堆内存分配, 但由yield return带来的返回值可能需要分配堆内存，调用StartCoroutine()方法会产生少量的垃圾, 因为Unity需要创建一些类的实例用于管理协程。注意，不要让某一个协程长时间存在，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
使用缓存在实现变量的重复利用

void OnTriggerEnter(Collider other)
{Renderer[] allRenderers = FindObjectsOfType<Renderer>();//反复执行该方法时，每次都需要重新给数组分配内存ExampleFunction(allRenderers);
}//改进
private Renderer[] allRenderers;//定义一个类的成员变量，只会产生一个数组用来缓存，实现重复利用以减少不必须要的内存分配void Start()
{allRenderers = FindObjectsOfType<Renderer>();
}void OnTriggerEnter(Collider other)
{ExampleFunction(allRenderers);
}

合理使用数据结构与算法，例如了解常用的List<T>，Array，Stack<T>，Queue<T>，Dictionary<TKey,TValue>的源码以便更合理地使用
从脚本中获取材质时使用Renderer.sharedMaterial而不是Renderer.Material，后者会产生一份新的copy
struct中最好不要有引用类型的变量，这会使得GC会检测整个struct
如果这个类被高频应用，且类中都是对字段的操作，没有引用类型，改用struct
一个脚本写完后，可以看看哪些临时变量可以去除
将暂时不用的以后还需要使用的物体隐藏起来而不是直接销毁
大量字符串拼接的操作用StringBuilder
避免频繁Instantiate来实例化GameObject，这会导致很多内存分配
释放AssetBundle占用的资源
尽量避免使用静态字段（静态字段所引用的对象不会被GC回收，如果该对象较大或该对象又引用了很多其他对象，那么这一系列的对象都一直存活。如果在接下来的程序中，我们不需要这些对象了，那么一直存活的这些对象会占用内存。）
for循环嵌套时把循环次数多的放在里面for 循环嵌套性能的比较_lengxiao_wang的博客-CSDN博客
利用缓存，将需要重复调用的方法中的临时变量改为类的成员变量，例如Update要调用很多次，则需要产生很多临时变量的内存垃圾。
链表重用与清除，同变量缓存类似，对链表、字典等需要反复用到的在用完时清除
对具有返回值的Unity函数和第三方插件函数，返回结果时需要分配内存，同样采用变量缓存的方式定义一个变量来接收结果

void ExampleFunction()
{for(int i=0; i < myMesh.normals.Length;i++){Vector3 normal = myMesh.normals[i];}
}//改进
void ExampleFunction()
{Vector3[] meshNormals = myMesh.normals;for(int i=0; i < meshNormals.Length;i++){Vector3 normal = meshNormals[i];}
}

对GameObject.name和GameObject.tag的获取会分配内存在存储返回的字符串，如果需要比较判断时，用GameObject.CompareTag()来替代
对于需要在Update中但不需要每帧都运行的函数，设置定时器来保证每隔一段时间触发该函数

private float timeSinceLastCalled;
private float delay = 1f;
void Update()
{timSinceLastCalled += Time.deltaTime;if(timeSinceLastCalled > delay){ExampleGarbageGenerationFunction();timeSinceLastCalled = 0f;}
}

不要在Update中频繁更新Text的内容，因为每次调用Update时都会分配新的字符串，源源不断产生垃圾，应该先检测Text的内容是否会发生变化。代码如下。

//每帧要为scoreText分配空间，仅用一次后就无用了
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using System.Collections;public class ExampleScript : MonoBehaviour {public Text scoreBoard;public int score;void Update() {string scoreText = "Score: " + score.ToString();scoreBoard.text = scoreText;}
}//改进
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using System.Collections;public class ExampleScript : MonoBehaviour {public Text scoreBoard;public string scoreText;public int score;public int oldScore;void Update() {if (score != oldScore) {scoreText = "Score: " + score.ToString();scoreBoard.text = scoreText;oldScore = score;}}
}

如果要销毁一个物体，不要置为Null，而是要Destroy，然后置为Null。（因为置为Null，在C++层未销毁）
减少匿名函数和闭包的使用（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）

【资源相关的】

在复杂的大中型项目中，各种资源所占用的内存往往会达到游戏运行所占用的总体内存的70%以上。因此，资源可以直接决定项目内存占用情况，优化资源可以达到优化内存占用的目的。一般来说，游戏项目的资源主要分为以下几种：纹理 ( Texture ) , 网格 ( Mesh ) , 动画片段 ( AnimationClip ) , 音频片段 ( AudioClip ) , 材质 ( Material ) , 着色器 ( Shader ) , 字体资源 ( Font ) 以及文本资源 ( Text Asset ) 等等。其中，纹理、网格、动画片段、音频片段更容易占用更多的内存，即游戏运行时造成更多的内存开销。

对纹理的优化
- 纹理格式：RGBA32和RGBA16格式的纹理资源, 较之"硬件支持"格式, 会在加载时占据更大的CPU 耗时。ETC1 格式纹理, ETC1不带透明通道, 需要准备两个纹理 ( RGBETC1纹理+AlphaETC1纹理 )ETC2 格式纹理. 对于Android 平台，该格式仅能在OpenGLES3.0 的设备上被硬件支持。PVRTC 格式纹理. 支持iOS低端手机, 纹理尺寸必须是二次方正方形。Unity是支持软解的, 在不支持的设备上是可以运行游戏的. 软解慢又占内存。
- 纹理尺寸：长宽分辨率为2的整数幂，便于压缩。
- Read & Write：开启该选项将会使纹理内存增大一倍. 这个纹理既在显存上, 又在内存上, 而且还必须得是非压缩的格式。
对网格的优化
- 网格资源中含有Color 数据, Normal 数据和Tangent 数据, 这些数据的存在会增大网格资源文件大小和内存占用。Color 数据和Normal数据主要为3DMax, Maya 等建模软件导出时设置所生成, 而Tangent一般为导入引擎时生成。一般来说, 这些数据主要为Shader 所用, 来生成较为酷炫的效果。尝试开启"Optimize Mesh Data"选项, 勾选后, 引擎在发布时会遍历所有的网格数据, 将多余数据去除, 从而降低Mesh文件大小。这里的“多余数据”是指渲染时Shader 不需要的数据。
配置表
- 如果配置表太大了，不要一次性加载到内存中，分关、分时机加载。

【Unity内存检测工具】

UnityProfiler、MemoryProfiler
第三方工具：WeTest/UWA/Testplus

未完待续。。。

【参考】

Unity优化之GC——合理优化Unity的GC - zblade - 博客园

了解自动内存管理 - Unity 手册

https://www.yuque.com/jingangxin36/unity/gnx6ec

Unity优化之GC——合理优化Unity的GC_慕课手记