深入Assetbundle机制

浅析Assetbundle机制
官方深度详解 best practice
官方指南系列 manual

一、概要

定义

AssetBundle System提供了一套资源文件打包、并可以被unity方便地索引的方法。打出的包下文我们简称为ab包。AssetBundle除了抽象的内涵，这个字符串本身也是unity暴露给c#的wrapper类名。

优点

资源分离，缩减安装包大小
资源差异化，不同设备选择不同资源加载
资源更新，不过不包含代码逻辑更新
更细粒度的运行时内存管理
缩短构建时间，加快项目迭代

缺点

摘取自官方总结

学习成本大
- 构建、加载、卸载都需自己编写代码
- API要么太底层要么太高层
- variants系统形同虚设
和现有打包流程结合不紧密，导致错漏
- 代码裁剪、shader variants
缺少可视化的资源管理

内部结构

header
- assetbundle的id
- 是否压缩
- manifest。所包含Object的查找表（基于平衡二叉树或红黑树）
data
- 如果开启压缩，则默认采用LZMA压缩算法将整体压缩成一个ab包。
- 如果选择LZ4算法，则可以选择为每个 Object 单独压缩。这样的好处是加载一个Object可以不用解压整个ab包到缓存中，加载的速度甚至和不压缩差不多。注意，Unity5.3以后才引进了LZ4这个选项。

关于 LZMA 和 LZ4 算法

LZMA比LZ4压缩/解压速度更慢，但压缩率更高（压缩后的文件更小）。

详见这里。

二、生成ab包

老方法

资源归属到ab包（在Unity编辑器inspector窗口下方完成）
调用打包脚本构建ab包（这里必须自己写，并且只能放到 Editor 目录下）

using UnityEditor;
using System.IO;

public class CreateAssetBundles
{
    [MenuItem("Assets/Build AssetBundles")]
    static void BuildAllAssetBundles()
    {
        string assetBundleDirectory = "Assets/AssetBundles";
        if(!Directory.Exists(assetBundleDirectory))
        {
            Directory.CreateDirectory(assetBundleDirectory);
        }


        /* opt:
         * None                     =   LZMA 压缩
         * UncompressedAssetBundle  =   不压缩
         * ChunkBasedCompression    =   LZ4 压缩
         * 
         * 参见 https://docs.unity3d.com/Manual/AssetBundles-Building.html
         */
        BuildAssetBundleOptions opt = BuildAssetBundleOptions.None;

        BuildPipeline.BuildAssetBundles(assetBundleDirectory, opt, BuildTarget.StandaloneWindows64);
    }
}

新方法（unity 2017后使用）

下载插件 Assetbundle Browser 完成可视化管理当前有哪些ab包，是否有重复打包现象。并且可以一键生成ab包。
下载插件 Asset Graph Tool 完成复杂打包流程的可视化？

实验中的方法（预计unity 2018.3后使用）

Addressable Asset，和之前的不太兼容了。

三、ab包的内部结构

按照上面的打ab包脚本，从菜单中执行后，在AssetBundles文件夹中有2*(n+1)个文件（n是自定义的ab包的数量，ab包必须全部小写）。例如我们有myprefabs和mysprites两个ab包，那么会生成：

AssetBundles
AssetBundles.manifest
myprefabs
myprefabs.manifest
mysprites
mysprites.manifest

下面逐个分析每个文件。

AssetBundles

是一个序列化的 AssetBundleManifest 对象。提供了一些API，诸如：

GetAllAssetBundles() which returns all the AssetBundle names in this build.

GetDirectDependencies() which returns the direct dependent AssetBundle names.

GetAllDependencies() which returns all the dependent AssetBundle names.

GetAssetBundleHash(string) which returns the hash for the specified AssetBundle.

GetAllAssetBundlesWithVariant() which returns all the AssetBundles with variant.

AssetBundles.manifest

记载了CRC，以及各个AssetBundle之间的依赖关系。

例如下面有两个AssetBundle：myprefabs和mysprits，其中myprefabs里有一个Object用到了mysprits里的一张图，所以产生了依赖关系。

ManifestFileVersion: 0
CRC: 320579488
AssetBundleManifest:
  AssetBundleInfos:
    Info_0:
      Name: myprefabs
      Dependencies:
        Dependency_0: mysprites
    Info_1:
      Name: mysprites
      Dependencies: {}

myprefabs

ab包。注意，使用共同资源的prefab最好打到同一个ab包中，否则会大量浪费空间。

myprefabs.manifest

对于每个AssetBundle都生成了对应的manifest，记载了包含哪些Assets以及依赖何种资源。这个文件仅供打差异包使用，运行时不可用。

This manifest file is only used for incremental build, not necessary for runtime.

ManifestFileVersion: 0
CRC: 129934035
Hashes:
  AssetFileHash:
    serializedVersion: 2
    Hash: eb750738b2f2979dc0f9a95b36fa0de9
  TypeTreeHash:
    serializedVersion: 2
    Hash: 80992b54a8950244f5c8a5c98a859660
HashAppended: 0
ClassTypes:
- Class: 1
  Script: {instanceID: 0}
- Class: 4
  Script: {instanceID: 0}
- Class: 21
  Script: {instanceID: 0}
  Script: {fileID: 1392445389, guid: f5f67c52d1564df4a8936ccd202a3bd8, type: 3}
- Class: 114
  Script: {fileID: -765806418, guid: f5f67c52d1564df4a8936ccd202a3bd8, type: 3}
- Class: 114
  Script: {fileID: 708705254, guid: f5f67c52d1564df4a8936ccd202a3bd8, type: 3}
- Class: 115
  Script: {instanceID: 0}
Assets:
- Assets/Prefabs/Button.prefab
- Assets/Prefabs/cardSprite.prefab
Dependencies:
- F:/TestProjects/TestAssetBundle/TestAssetBundle/Assets/AssetBundles/mysprites

四、加载/管理/卸载ab包

加载ab包

加载ab包主要有4个API，但具体表现会根据压缩方法、平台的不同而不同。

~~AssetBundle.LoadFromMemoryAsync / CreateFromMemory~~ (DO NOT USE IT ANYMORE )
AssetBundle.LoadFromFile
WWW.LoadFromCacheOrDownload
UnityWebRequest's DownloadHandlerAssetBundle (on Unity 5.3 or newer)

下面对4个API分别来做简要说明。由于这几个API在移动端和编辑器模式下行为不同，具体参考 https://docs.unity3d.com/Manual/AssetBundles-Native.html。下文说的都是在移动端上的表现。

AssetBundle.LoadFromFile

适用于未压缩或LZ4压缩模式下的本地文件。
对于LZMA压缩不使用。
对于安卓平台下存放在Streaming Assets底下的文件不适用（因为路径是以jar:开头的，识别不了）。
调用该API仅载入ab包的header部分，不会直接将所有都放到内存中。调用ab.Load之类的方法再寻找并载入具体的object。
该API是首选的，因为快速、省内存。

WWW.LoadFromCacheOrDownload

为了弄清楚该函数的流程，首先定义：

步骤1：服务器下载到本地
步骤2：本地载入到Unity专门的Cache（Cache中一定是解压的）
步骤3：Cache到可用的内存对象

对于某个ab包：

若已经存在Cache中，则直接执行步骤3，相当于调用 AssetBundle.LoadFromFile；
否则，则会从url中读取，读取完毕后会开启一个新的后台线程尝试去解压，解压完放到Cache中，之后同上。

使用该API需要注意的是：

不要连续调用下载ab包，这样会导致开启太多解压线程，卡死
由于www.bytes的需要，www对象会额外保存一份ab包的数据放在Native堆上，若未能及时、正确的释放www这个wrapper对应的Native资源，则会造成浪费

Unity Cache 是什么 和CPU的Cache所指代的含义不同，Unity的Cache指的是存在本地的。一般占用空间的上限是4G。如果要下载的ab包超出了剩余Cache的大小，Unity会删除最近最少使用的ab包以及被标记为Caching.MarkAsUsed的ab包。另外还有一个属性Caching.expirationDelay，超过期限的ab包会被自动删除。再有一个就是清空所有Cache的APICaching.CleanCache。除此之外，难以从更细的粒度对Cache进行管理。

UnityRequest + AssetBundleDownLoadHandler

这两个API在Unity 5.3以上版本中才能使用
可以理解为是WWW.LoadFromCacheOrDownload的替代，解决了其两个痛点。多个线程解压不再会卡死了，因为由一个内置的jobsystem进行分配。多余的数据也没了，但记得这个Handler也是个wrapper要主动释放哦。
可以配置要不要放到Cache中。要存到Cache，则类似WWW.LoadFromCacheOrDownload；不要Cache，则AssetBundle.LoadFromFile。

加载时处理ab包依赖

首先要明确的一点是：unity不会自动处理ab包的依赖加载。

好消息是，对于有依赖关系的ab包，加载的先后顺序不重要，如果ab包1依赖于ab包2，那么，只要自己保证在加载ab包1的某个Object的时候，其依赖的ab包2已经被加载就行。这一点可以通过使用上文介绍过的AssetBundleManifest对象完成。

假设我们需要从名为myprefab的ab包中加载某个object，而这个ab包又依赖别的ab包，那么加载逻辑是：

AssetBundle assetBundle = AssetBundle.LoadFromFile(manifestFilePath);
AssetBundleManifest manifest = assetBundle.LoadAsset<AssetBundleManifest>("AssetBundleManifest");
string[] dependencies = manifest.GetAllDependencies("myprefab"); //Pass the name of the bundle you want the dependencies for.
foreach(string dependency in dependencies)
{
    AssetBundle.LoadFromFile(Path.Combine(assetBundlePath, dependency));
}

AssetBundle管理器

首先，Unity不会自动卸载刚刚从当前场景被移除的Object，而是在特定时机触发。为了更好的表现，通常需要人工管理。对于AssetBundle来说，管理的不好，通常会造成内存浪费（重复创建Obejct）或丢失材质。

AssetBundle的管理核心在于何时调用AssetBundle.Unload(bool)，以及选true还是false。这个API主要是卸载内存中的ab包header数据，若选true，则还会卸载从这个ab包中加载的所有Object。若选false，则不会，而是断开ab包和这些Obejct之间的关联。这也可能造成一个问题：选false后，再次加载这个ab包，然后又走一遍加载这些Object的逻辑，则会造成比较隐蔽的内存浪费——之前的Object还没清除（也不是没办法清除，方法接下来说），和现在的Object是完全重复的！所以，官方建议，在掌握何时调用该API的前提下，尽量使用true参数。

一定要使用false参数的话，通常要在调用该API追加如下逻辑：将该ab包加载出来的Object的引用（注意包含两部分：c#代码和场景）都消除，然后调用Resources.UnloadUnusedAssets。

ab包小工具

Unity官方制作的AssetBundle管理器，既包含了下载和管理的逻辑，还包含了编辑器插件用于模拟ab包下载。

插件安装： https://www.assetstore.unity3d.com/en/?&_ga=2.79209684.1521571944.1497786482-670410889.1464698583#!/content/45836

插件使用：https://docs.unity3d.com/Manual/AssetBundles-Manager.html
插件源码：https://bitbucket.org/Unity-Technologies/assetbundledemo

另外，为了使工作流更可视化，Unity正尝试推出新的ab包插件，详见： https://blogs.unity3d.com/2016/10/25/new-assetbundle-graph-tool-prototype/

五、加载ab包中的Object

总的来说有同步和异步两种思路，每种思路下各有3个API：加载全部，加载部分，加载一个。

同步理论上比异步快1帧以上，实际体验更快。Unity 5.1之前，每帧最多能异步加载一个object，所以就更更慢了（这是一个bug，5.2修复了）。另外，异步加载在每一帧占用的时间片长度是可以通过Application.backgroundLoadingPriority进行优先级调节的。默认的优先级对应每帧最多占用10ms。

Unity 5.3之后，多个object可以并行地由多个后台线程加载了。

一次性加载全部比每次加载一个所用的总时间短。

加载（Load）完某个Object后，通常下一步就是以此为母板进行实例化（Instantiate）了。注意区分这两个概念。

例子

https://unity3d.com/learn/tutorials/topics/scripting/assetbundles-and-assetbundle-manager

深入Assetbundle机制

深入Assetbundle机制

一、概要

定义

优点

缺点

内部结构

关于 LZMA 和 LZ4 算法

二、生成ab包

老方法

新方法（unity 2017后使用）

实验中的方法（预计unity 2018.3后使用）

三、ab包的内部结构

AssetBundles

AssetBundles.manifest

myprefabs

myprefabs.manifest

四、加载/管理/卸载ab包

加载ab包

AssetBundle.LoadFromFile

WWW.LoadFromCacheOrDownload

UnityRequest + AssetBundleDownLoadHandler

加载时处理ab包依赖

AssetBundle管理器

ab包小工具

五、加载ab包中的Object

例子

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