Unity中自定义协程的简单实现

在 Unity 中，协程（Coroutine）是一种非常强盛的工具，它允许我们在不壅闭主线程的情况下，将代码的实行分成多个步调，在不同的帧中实行。
Unity中协程实现原理
迭代器与状态机：本质上是基于C#的迭代器和状态机实现的。迭代器允许函数暂停和规复实行，协程函数使用 yield return 语句暂停，保存当前状态，下次被调用时从暂停处继续。Unity在底层通过状态机管理协程状态，记录实行位置和局部变量等。
消息循环与时间管理：Unity的消息循环在每一帧查抄协程状态。当协程 yield return 一个条件或等待时间时，Unity记录该条件，在后续帧中查抄条件是否满足，满足则规复协程实行。
实行队列与调理：Unity维护协程实行队列，按添加顺序或优先级调理协程。协程加入队列后，等待Unity根据帧循环和条件判断调理实行。
要实现自定义协程需用到一个暂停指令和协程的MoveNext方法：
1.YieldInstruction:用于实现协程的暂停指令，所有详细的暂停指令都需要继续自该类，并实现IsDone方法，用于判断暂停是否完成。
2.MoveNext方法:通过不停调用该方法，检测协程的暂停条件是否成立，假如条件成立，协程从暂停处继续实行，否则协程不会继续实行。
定义一个暂停指令基类：

1. public abstract class YieldInstruction
2. {
3.     public abstract bool IsDone();
4. }

复制代码

定义一个暂停指令：重写IsDone函数

1. public class WaitForFrames : YieldInstruction
2. {
3.     public override bool IsDone()
4.     {
5.         remainingFrames--;
6.         return remainingFrames <= 0;
7.     }
8. }

复制代码

 自定义一个协程类：它需要包含暂停指令、需要实行的迭代器函数、还要实现一个MoveNext函数，详细实现如下：

1.     public bool MoveNext()
2.     {
3.         //首先判断暂停指令是否存在
4.         if (currentYield != null)
5.         {
6.             if (!currentYield.IsDone())
7.             {
8.                 // 当前 YieldInstruction 未完成，继续等待
9.                 return true;
10.             }
11.             // 当前 YieldInstruction 完成，重置
12.             currentYield = null;
13.         }
14.         //如果迭代器的MovenNext方法返回true则协程等待
15.         if (routine.MoveNext())
16.         {
17.             currentYield = routine.Current as YieldInstruction;
18.             return true;
19.         }
20.         // 协程执行完毕
21.         return false;
22.     }

复制代码

自定义调理器： 需要实现StartCoroutine，StopCoroutine和Update函数

1.     // 存储待执行的协程列表
2.     private List<CustomCoroutine> coroutines = new List<CustomCoroutine>();
3.     // 启动一个协程
4.     public CustomCoroutine StartCoroutine(IEnumerator routine)
5.     {
6.         CustomCoroutine coroutine = new CustomCoroutine(routine);
7.         coroutines.Add(coroutine);
8.         return coroutine;
9.     }
10.     // 更新协程调度器，需要在每一帧调用
11.     public void Update()
12.     {
13.         for (int i = coroutines.Count - 1; i >= 0; i--)
14.         {
15.             coroutines[i].MoveNext();
16.         }
17.     }
19.     public void StopCoroutine(CustomCoroutine routine)
20.     {
21.         coroutines.Remove(routine);
22.     }
24.     public void StopAllCoroutine()
25.     {
26.         coroutines.Clear();
27.     }

复制代码

调用：

2.     CustomCoroutineScheduler scheduler = new CustomCoroutineScheduler();
4.     void Start()
5.     {
6.         // 启动一个协程
7.         scheduler.StartCoroutine(TestCoroutine());
8.     }
10.     void Update()
11.     {
12.         scheduler.Update();
13.     }
15.     IEnumerator TestCoroutine()
16.     {
17.         Debug.Log("Coroutine started");
18.         yield return new WaitForFrames(3);
19.         Debug.Log("Waited for 3 frames");
20.         Debug.Log("Coroutine ended");
21.     }

复制代码

 结果：

其他有用的链接：
KarnageUnity/CustomCoroutine: Two C# classes demonstrating how Unity implements Coroutines (github.com)
gohbiscuit/UnityCustomCoroutine: Unity Custom Coroutine class can be use to handle multiple or nested coroutine (github.com)
Ellpeck/Coroutine: A simple implementation of Unity's Coroutines to be used for any C# project (github.com)
utamaru/unity3d-extra-yield-instructions：Unity3D 协程的其他自定义 yield 指令 (github.com) 
 

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