Овладение выполнением корутин отдача управления, поток и практические примеры использования в Unity

Овладение выполнением корутин управление, поток и практические примеры использования в Unity

После того, как мы заложили основы в нашей предыдущей статье о основах корутин Unity, мы теперь готовы глубже погрузиться в механику, которая обуславливает выполнение корутин. Эта статья направлена на изучение двух основных аспектов, которые делают корутины мощным инструментом в Unity: концепция “yielding” и взаимодействие корутины с главным игровым циклом Unity.

“Yielding” является основополагающим принципом функциональности корутин, позволяя корутине приостанавливать выполнение и передавать управление другим процедурам. Эта возможность позволяет писать асинхронный код, который может ожидать выполнения определенных условий, например, задержки по времени или внешних данных, перед продолжением выполнения. Мы рассмотрим различные типы yield-инструкций, доступные в Unity, такие как yield return null и yield return new WaitForSeconds(), и обсудим их влияние на поведение корутин.

Кроме того, понимание того, как корутины вписываются в главный игровой цикл Unity, является важным для эффективного использования их возможностей. В отличие от обычных методов, которые выполняют весь свой код сразу, корутины могут приостанавливаться и возобновляться, взаимодействуя с главным игровым циклом. Это позволяет создавать более гибкий и эффективный код, особенно в случае анимации, поведения искусственного интеллекта и таймеров.

Чтобы проиллюстрировать эти концепции, мы предоставим примеры Unity C# кода, которые демонстрируют, как работает “yielding” и как корутины выполняются в контексте главного игрового цикла. К концу этой статьи вы получите более глубокое понимание механики корутин, заложив основу для обсуждения практических сценариев использования и продвинутых паттернов корутин в Unity.

• Jina AI представляет «jina-embeddings-v2» первые в мире 8k модели встраивания текста с открытым исходным кодом
• Познакомьтесь с CommonCanvas открытой моделью диффузии, которая была обучена с использованием изображений Creative-Commons.
• Раскрытие силы языка Аннамалаи Чокалингам из компании NVIDIA о возрастании LLM

Итак, давайте погрузимся и раскроем сложности выполнения корутин в Unity.

Выполнение “Yielding”

Одной из самых мощных возможностей корутин в Unity является возможность приостановки выполнения корутины. Это означает, что корутина может приостановить свою работу, позволяя выполнение других функций или корутин, а затем возобновить выполнение с места, где она остановилась. Это особенно полезно для разбиения задач, которые в противном случае блокировали бы главный поток, делая вашу игру неотзывчивой.

Концепция “yielding” является основой работы корутин. Когда корутина приостанавливается, она фактически говорит: “Я достиг точки, где могу остановиться, так что продолжайте выполнять другие задачи”. Это делается с помощью ключевого слова yield в C#, за которым следует return-инструкция, которая указывает условие, при котором корутина должна возобновиться.

Вот простой пример, использующий yield return null, что означает, что корутина возобновится на следующем кадре:

В этом примере корутина начинается и регистрирует текущее время. Затем она приостанавливает выполнение, позволяя выполняться другим функциям и корутинам. На следующем кадре выполнение возобновляется, и снова регистрируется время, показывая, что приостановка продолжалась примерно один кадр.

Различные типы инструкций “yield”

Unity предоставляет несколько типов инструкций “yield” с разными применениями:

• yield return null: Приостанавливает выполнение корутины до следующего кадра
• yield return new WaitForSeconds(float seconds): Приостанавливает выполнение корутины на указанное количество секунд
• yield return new WaitForEndOfFrame(): Приостанавливает выполнение корутины до конца кадра, после завершения графической отрисовки
• yield return new WaitForFixedUpdate(): Приостанавливает выполнение корутины до следующего обновления с фиксированной частотой кадров

Каждая из этих инструкций “yield” имеет свою собственную цель и может быть важной для различных задач, таких как анимация, загрузка данных или другие операции, требующие точного контроля времени.

Понимание концепции “yielding” и различных типов инструкций “yield” может значительно улучшить вашу способность писать эффективные и эффективные корутины в Unity. В следующем разделе мы рассмотрим, как эти корутины вписываются в главный игровой цикл Unity, что позволит лучше понять механику выполнения корутин.

Порядок выполнения корутин

Понимание того, как корутины работают внутри главного игрового цикла Unity, является важным, чтобы освоить их поведение и возможности. Хотя легко подумать о корутинах как о параллельно выполняемых потоках, на самом деле они выполняются внутри главного игрового цикла Unity. Однако их возможность приостанавливать и возобновлять выполнение отличает их от других методов и позволяет создавать более сложное и гибкое поведение.

Как корутины работают в совместной работе с главным игровым циклом Unity

Корутины в Unity не являются отдельными потоками, а управляются основным циклом игры Unity. Когда корутина передает управление, она временно выходит из цикла игры, позволяя выполняться другим процессам игры. Затем она возвращается в цикл, либо на следующем кадре, либо после выполнения определенного условия.

Вот упрощенный пример, чтобы продемонстрировать это:

В этом примере корутина начинает выполнение и регистрирует текущий счет кадров. Затем она передает управление, выходя из цикла игры. На следующем кадре она возобновляется и снова регистрирует счет кадров. Вы заметите, что счет кадров увеличился, что указывает на то, что цикл игры продолжался, пока корутина была на паузе.

Иллюстрация или пример, показывающий поток выполнения в корутинах

Чтобы еще нагляднее продемонстрировать, как выполнение корутины переплетается с основным циклом игры, рассмотрим следующий псевдокод, представляющий упрощенный цикл игры Unity:

Теперь предположим, у нас есть корутина, выполняющая некую логику, ожидает 2 секунды, а затем продолжает выполнение:

В этом сценарии “Часть логики 1” будет выполнена во время шага “Выполнение корутин” цикла игры. Затем корутина передаст управление, ожидая 2 секунды. В это время цикл игры продолжит обрабатывать шаги, обновлять физику и отображать кадры. Через примерно 2 секунды корутина возобновится, выполнив “Часть логики 2” на шаге “Выполнение корутин”.

Понимание этого переплетенного выполнения является ключом к владению корутинами в Unity. Это позволяет писать эффективный и удобный для управления код, разделяя задачи на более мелкие части без блокировки основного цикла игры. В следующем разделе мы рассмотрим некоторые практические случаи использования, где эта возможность особенно полезна.

Практические примеры использования корутин

Корутины являются универсальным инструментом в Unity, способным обрабатывать широкий спектр сценариев, требующих асинхронного или зависящего от времени поведения. Их способность к приостановке и возобновлению делает их особенно полезными для задач, которые слишком сложны или занимают слишком много времени для выполнения в одном кадре. В этом разделе мы рассмотрим некоторые распространенные случаи использования, где корутины проявляют свою силу, и предоставим практические примеры на Unity C#, чтобы продемонстрировать их полезность.

События по таймеру

Корутины отлично подходят для управления событиями, которые должны произойти после определенного времени. Например, вы можете задержать действие игрового персонажа или вызвать событие после обратного отсчета.

В этом примере сообщение “Событие по таймеру сработало!” будет зарегистрировано после 5-секундной задержки.

Анимации

Корутины также могут использоваться для управления анимациями, особенно тех, которые требуют точного синхронизированного времени.

В этом примере объект перемещается от своего текущего положения к целевому, интерполируя свое положение в течение времени.

Поведение искусственного интеллекта

Корутины могут использоваться для управления сложными поведениями искусственного интеллекта, такими как процессы принятия решений, происходящие в течение нескольких кадров.

В этом примере искусственный интеллект “думает” 2 секунды перед принятием решения, что отображается в журнальных записях.

Практические примеры в Unity

Представьте игру, в которой здоровье игрока восстанавливается со временем. Корутина может эффективно управлять этим:

В этом примере здоровье игрока увеличивается на 1 каждую секунду, пока не достигнет 100, после чего корутина продолжит работу, но здоровье уже не увеличивается.

Понимание этих практических применений корутин может значительно улучшить ваш подход к решению проблем в Unity. Будь то управление событиями, зависящими от времени, контроль анимаций или реализация сложных поведений искусственного интеллекта, корутины предлагают гибкий и эффективный способ достижения ваших целей. В следующей статье мы углубимся в лучшие практики, производительность и более продвинутые шаблоны использования корутин.

Вывод

Как мы исследовали в этой статье, понимание механики выполнения корутин – это не только академическое упражнение, а практический навык, который может значительно улучшить ваши проекты Unity. Корутины предлагают надежный и гибкий способ управления асинхронными и зависящими от времени задачами, от простых таймеров и анимаций до более сложных поведений искусственного интеллекта.

Например, мы видели, как можно использовать корутины для управления восстановлением здоровья в игре:

Этот пример показывает, что корутины могут быть эффективным способом работы с игровой механикой, зависящей от времени или других асинхронных событий. Строка yield return new WaitForSeconds(1); представляет собой мощный, но простой способ введения задержки, позволяющей другим процессам игры продолжать работу без сбоев.

Но это только верхушка айсберга. Когда вы станете более уверенными в использовании корутин, вы узнаете, что они могут использоваться для гораздо большего, чем просто задержек и анимаций. Они могут управлять сложными конечными автоматами для искусственного интеллекта, обрабатывать пользовательский ввод неблокирующим способом и даже управлять ресурсоемкими задачами, распределяя нагрузку между несколькими кадрами.

В следующей статье мы погрузимся глубже в мир корутин, изучая лучшие практики для оптимизации их использования. Мы рассмотрим вопросы производительности, такие как то, как избежать распространенных проблем, которые могут привести к падению частоты кадров. Мы также рассмотрим расширенные паттерны корутин, такие как вложенные корутины, и как эффективно управлять несколькими корутинами.

Освоив корутины, вы добавляете мощный инструмент в ваш набор средств разработки Unity. Независимо от того, разрабатываете ли вы простую мобильную игру или сложный виртуальный опыт, корутины могут помочь вам создать более эффективные и отзывчивые игры. Так что оставайтесь на связи для нашей следующей статьи, где мы поднимем ваши навыки работы с корутинами на новый уровень.