[游戏开发]Unity Addressables资源管理系统

Addressable Asset System（可寻址资产系统）

1. 背景

??在开始介绍Addressable系统之前，我们先来回顾下传统的几种资源加载方式：

• 直接引用： 使用直接引用是最简单快捷的，但不可动态加载。
• Resources资源管理： Resources文件夹下所有文件都会打包到安装包，无论资源是否被使用，这样就会导致包体过大；Resources没办法做热更新资源；Resources加载资源时，对资源路径要求严格。
• AssetBundle资源管理： 可热更，但管理难度大。

2. Addressable系统介绍

??可寻址资产系统是Unity推出的新的资源管理插件。Addressable系统是在 Asset Bundle之上，提供了异步加载、依赖管理以及内存管理等丰富的资源管理功能，也能够让开发者实现远程资源更新更加的便捷。

3. Addressable系统优势：

• 快速迭代：
  使用Addressable在开发前期就进入快速开发的阶段，无论使用任何你喜欢的资源管理技术，都能快速切换到Addressable系统中。几乎不需要修改代码。
• 依赖管理：
  系统不仅返回请求内容，还返回该内容所有依赖项，以便在返回内容之前加载所有网格、着色器、动画等。
• 内存管理：
  Addressable不仅仅能加载资源，同时也能卸载资源。
• 内容打包：
  Addressable系统自动管理了所有复杂的依赖连接，所以即使资源移动了或是重新命名了，系统依然能够高效地找到准确的依赖进行打包。当你需要将打包的资源从本地移到服务器上面，Addressable系统也能轻松做到。 相较于传统的资产加载方式（Resources/AssetBundle），Addressable系统拥有了完备的可视化编辑窗口以及内存管理。

4. Addressable系统与AssetBundle的区别

• Addressable系统只需要资产的地址就可以从任意位置加载，而AssetBundle需要从指定bundle包中加载资源。
• Addressable系统使用引用计数自动管理内存卸载，而AssetBundle需要开发者手动管理。
• Addressable系统自动管理依赖关系，而AssetBundle需要开发者自己管理依赖关系，维护起来比较困难。
• 可寻址资源系统默认的所有加载操作都是异步操作，可以添加事件监听，而AssetBundle则有同步和异步加载。
  

Addressable系统的使用

1. 安装

????Unity 2018.2及以上版本，使用PackageManager安装Addressables。

2. Addressables管理窗口

????Window > Asset Management > Addressables > Groups进入使用界面

Addressable设置：
????资源默认分为Built In Data和LocalGroup(Default)两组，前者包含一些内置资源，不能改动，后者可以进行添加或删除资源。

• Create： 创建新的资源分组，也可以在Addressables Group窗口中右键 Create New Group > Packed Assets创建新的资源组。
• Profile： Profile的作用主要是用于指定项目中需要用到的几个地址，我们可以在这个窗口中点击Create->Profile创建Profile，每个Profile中都包含4个默认的变量，我们也可以点击Create->Variable扩展变量。
• Tools：
  • Profiles： 用于给整个Addressable设置范围（配置四种路径的具体值）之后可以给每个组的Build，Load选择路径种类，则根据Profile的选取确定。
  • Labels： 添加删除标签Label。
  • Analyze： Analyze是一个工具，收集有关您的项目的可寻址布局的信息。在某些情况下，Analyze可能会采取适当的措施来清理项目的状态。在其他情况下，Analyze纯粹是一种信息工具，使您可以对可寻址布局做出更明智的决策。
  • Hosting Services： Addressables系统自带的一个资源服务，可以指定一个目录存放远程资源，然后通过连接这个服务器，来更新资源。
  • Event Viewer： 可以用于监测，调试。前提是在Inspect System Settings窗口勾选发送消息(由于消耗性能所以默认关闭)。
    ????使用Addressables事件查看器可监视所有Addressables系统操作的资源的引用计数。在Unity中选择Window > Asset Management > Event Viewer。
    ????请注意，事件查看器只关心引用计数，而不关心内存消耗。在"Asset"栏下列出每一帧中，可以看到每一个资源的如下信息：
    ????FPS： 每秒帧数。
    ????MonoHeap： 内存使用的总量。
    ????Event Counts： 每帧事件总数。
    
    ????可以单击左箭头和右箭头逐帧观察，或者单击Current跳转到最新的帧。按+按钮展开一行以获得更多详细信息。
    ????事件查看器中显示的信息与在Play Mode Script中选择的游戏模式有关。 使用事件查看器时，应避免使用 Use Asset Database模式，因为它不考虑资产之间的任何依赖关系。使用Simulate Groups 或Use Existing Build模式，但是后者更适合于事件查看器，因为它可以更准确地监视资源的引用计数。
  • Check for Content Updata Restrictions： 更新静态资源组。
• Play Mode Script：
  • Use Asset Database(fastest)： 允许你在游戏流程中快速运行游戏。它直接通过Asset Database加载Asset ，这会在不需要分析器或assetBundle创建的情况下进行快速迭代。
  • Simulate Groups(advanced)： 在不创建assetBundles的情况下分析布局和依赖项的内容。asset 通过ResourceManager从assetDataBase加载，就假装它们是通过包加载的一样。若要查看游戏期间bundles加载或卸载的时间，请在Addressables事件查看器窗口Tools > Event Viewer
  • Use Exiting Build(requires built groups)： 最接近于已部署的应用程序生成，但它要求你将数据作为单独的步骤进行构建。如果不修改Asset，则此模式是最快的，因为它在进入Play模式时不处理任何数据。必须通过选择Build>New Build>Default Build Script，或者在游戏脚本中使用AddressableAssetSettings.BuildPlayerContent()方法，在Addressables组窗口(Window>Asset Management>Addressable>group>group)中构建此模式的内容。
• Build：
  • New Build： 当所有资源都已准备就绪，点击此项打包。
  • Update a Previous Build： 资源更新时，点击此项更新资源包。
  • Clear Build： 清除已经Build的资源，再次运行游戏需要重新Build。

3. AddressableAssetSettings系统设置

Addressable系统的基础配置：

• Disable Catalog Update On Startup： 默认是没有勾选的,没有勾选,那么每次AA系统初始化的时候,会自动更新catalog文件,勾选上,将不会自动更新catalog文件,也就意味着不会自动更新资源.AA系统的初始化会在任意接口第一次调用时初始化,也可以主动调用Addressables.InitializeAsync()初始化.
• Build Remote Catalog： 默认没有勾选,只有勾选上才会创建catalog在指定目录,以后客户端才可以下载这个catalog来进行对比更新.
• Build Path： 资源打包后存放的地址。
• Load Path： 资源加载地址。
• Send Profiler Events： 调试用,允许加载资源的时候发送事件给EventViewer,可以通过这个工具查看资源的使用情况
• Log Runtime Exception： 输出加载资源时的异常,开启时如果资源加载发生异常,会直接抛出.如果关闭,我们也可以通过加载资源时返回的句柄,来获取到异常信息.同时我们也可以给项目添加宏ADDRESSABLES_LOG_ALL,来查看更多的日志信息

4. 资源组设置

• Build Path： 资源打包后存放的地址。
• Load Path： 资源加载地址。
• Advanced Options（高级设置）:
  • Asset Bundle Compression： 当前.bundle文件的压缩方式，支持LZ4和LZMA压缩。
  • Include in Build： 是否被打包，默认是勾选的，若不勾选当前组不打包。
  • Requset Timeout： 设置UnityWebRequest在超时的秒数超过后尝试中止。(仅适用于远程资源包)
  • Bundle Mode： 控制捆绑包的打包方式。PackTogether将一个分组打包成一个资源包；Pack Separately每一个资源打成一个包，Pack Together By Label将Lable相同资源打成一个资源包。
• Content Update Restriction：
  • Update Restriciton：
    • Cannot Change Post Release： 静态Group，在发布后，无法被修改，只能通过Check for Content Updata Restrictions做增量更新，创建一个新的资源分组.
    • Can Change Post Release： 非静态Group，在发布后，允许修改，更新时做覆盖更新。

5. 标记资源

????这里有两种方式将资源标记成可寻址的，在安装好可寻址资源包后，你可以在属性面板进行标记或者将其拖拽到管理窗口指定分组上。在资源的属性窗口上，点击Address复选框并为资源设置唯一标识符。

注：如果我们标记的资产在Resources文件夹下时，Addressable系统会提示你讲资产移出Resources文件夹。

6. 资源打包

????配置好资源分组，根据需要设置Play Mode Script，再通过Build > New Build > Default Build Script打包测试。
????本地资源打包路径： Library/com.unity.addressables/StreamingAssetsCopy/aa/Android/
????远程资源打包路径： ServerData/Android/

????同时远程目录下会生成有.hash和.json文件，.hash文件内只包含一个catalog文件的Hash值，用于客户单检测catalog更新时，通过对比这个hash值，判断是否有catalog更新，json文件内包含每个Ab包的hash值和地址。
????使用Build > Update a previous Build 更新资源包时，需要选择一个bin文件(android环境为例，Anroid/.bin)，这个bin文件记录了所有Ab包之间的依赖关系和分组信息，Addressable系统通过这个bin文件管理依赖。

7. 加载资源

????使用AssetReference加载资源：

[SerializeField] private AssetReference m_AssetReference; 
    private  void Start() { 
        m_AssetReference.LoadAssetAsync<GameObject>(); 
    }

????使用Addressables加载单个资源：

 private void OnResLoadAsset(string key) 
    { 
        Addressables.LoadAssetAsync<GameObject>(key).Completed += OnCompleteLoad;
    } 
    private void OnCompleteLoad(AsyncOperationHandle<GameObject> asyncOperationHandle) 
    { 
        GameObject go = GameObject.Instantiate(asyncOperationHandle.Result); 
    }
    private void OnResInstantiate(string key) 
    { 
        Addressables.InstantiateAsync(key); 
    }

???? 加载多个资源：

private void OnResLoadAsset(string key,string lable) 
    { 
        Addressables.LoadAssetsAsync<Texture2D>(new List<object> { key, lable }, null, 
            Addressables.MergeMode.Intersection).Completed += OnCompleteLoadAssets; 
    } 
    private void OnCompleteLoadAssets(AsyncOperationHandle<IList<Texture2D>> asyncOperationHandle) 
    { 
        //DebugTools.Log(asyncOperationHandle.Result.Count); 
    }

注：第三个参数，MergeMode查找资源的合并模式，以传入的参数是new List{key,label}为例

• Node或UseFirst时，会取第一个key查询到的资源
• Union时，取并集
• Intersection时，取交集

小结：
（1）加载资源时，若加载资源指定的类型与资源类型不一致，Addressable系统找不到该资源，则抛出异常，无法加载资源，前提：系统设置勾选了Send Profiler Events。
（2）使用标签管理，同一个资源的地址和标签可以相同，当有多个资源标签相同，Addressable系统会返回第一个满足条件的资源。
（3）若资源的地址名称与下一个资源的标签相同，返回还是第一个资源，Addressable系统会对比资源的地址和标签，若都不相同，才会继续向下查找

8. 更新资源包

????热更新资源包修改后，需要对资源重新打包
????Check for Content Update Restrictions： 针对是静态资源组，既是Update Restriciton属性为Cannot Change Post Release值。点击后弹出选择之前打包资源组生成的bin文件，点击“Apply Changes”应用更改，增加或修改的资源会被移动到新建Content Update分组。
????Update a Previous Build： 动态资源组更新时，执行该操作，同样需要选择bin文件，系统会自动生成一个新的AB包。

9. 热更新代码和方案

????核心代码

 public IEnumerator CheckForContentUpdate(List<object> keys)
 {
     for (int index = 0; index < keys.Count; index++)
     {
         AsyncOperationHandle<long> DownloadSize = Addressables.GetDownloadSizeAsync(keys[index]);
         yield return DownloadSize;
         if (DownloadSize.Result <= 0)
         {
             Debug.Log("[Addressable]：不需要更新的资源标签：" + keys[index]);
             keys.Remove(keys[index]);
         }
         else
         {
             m_TotalSize += DownloadSize.Result / Mathf.Pow(1024, 2);
         }
     }
     m_DownloadDependencies = Addressables.DownloadDependenciesAsync(keys, Addressables.MergeMode.Union, false);
     yield return m_DownloadDependencies;
}

• 方案一：
  ????从服务器获取更新资源标签。

注：动态资源更新，旧资源会被覆盖，动态资源组中有一个资源需要更新，热更时会将整个资源组都下载下来
，因此合理划分资源分组十分重要，减少重复下载以及打包粒度(多个资源需要相同的材质、贴图等资源)。

• 方案二：
  ????使用官方提供的Addressables.CheckForCatalogUpdates()方法检查目录，获取需要更新的目录。
• 方案三：
  ????暴力获取所有Key，使用官方的Addressables.GetDownloadSizeAsync(Key)检查资源是否需要更新，从而获取需要更新的所有Key值。
  ????资源更新具体实现：
  ????????使用官方提供的Addressables.GetDownloadSizeAsync(Key)方法获取所有需要更新的资源地址或标签集合，再通过Addressables.DownloadDependenciesAsync(Key, Addressables.MergeMode.Union, false)下载更新的资源。

10. 资源自动分组

????项目中需要管理的资源过多时，勾选Addressable或拖拽的方式明显不在合适，因此需要实现一个方法，将某个文件夹下的所有资源标记为可寻址资源。
????编辑状态创建一个新的菜单，并创建一个asset文件，配置需要标记的资源文件夹，可同时标记多个资源，配置如下：

public static void AutoSetGroup(string groupName, string lableName, string assetPath, bool isSimplied = false) 
{ 
    var set = AddressableAssetSettingsDefaultObject.Settings; 
    AddressableAssetGroup Group = set.FindGroup(groupName); 
    if (Group == null) 
    { 
        Group = set.CreateGroup(groupName, false, false, false, new List<AddressableAssetGroupSchema> 
            { set.DefaultGroup.Schemas[0], set.DefaultGroup.Schemas[1]}, typeof(SchemaType)); 
    } 
    string Guid = AssetDatabase.AssetPathToGUID(assetPath);  //获取指定路径下资源的 GUID（全局唯一标识符）
    AddressableAssetEntry asset = set.CreateOrMoveEntry(Guid, Group); 
    if (isSimplied) 
    { 
         asset.address = Path.GetFileNameWithoutExtension(assetPath); 
    } 
    else 
    { 
         asset.address = assetPath; 
    } 
    asset.SetLabel(lableName, true, true); 
}

????具体思路：
????????根据文件夹路径，获取该文件夹下的所有资源的路径信息，调用添加分组接口，检查是否存在当前分组，若无，则创建AddressableAssetGroup类型分组对象，设置默认状态，使用AssetDatabase.AssetPathToGUID获取当前路径资源的GUID，通过AddressableAssetSettingsDefaultObject.Settings.CreateOrMoveEntry()，创建AddressableAssetEntry对象，既勾选了addressable，再去简化资源地址和设置标签。

11. 内存管理

资源加载
????Addressables.LoadAssetAsync()；单个资源
????Addressables.LoadAssetsAsync()；多个资源
????Addressables.LoadSceneAsync()；场景的加载
????GamoeObject实例化加载
????Addressables.InstantiateAsync()；实例化加载
????GameObject.Instantiate()；Unity提供实例化方法
资源卸载
????Addressables.UnloadSceneAsync()；场景的卸载
????Addressables.Release()；释放资源，参数是资源或????AsyncOperationHandle句柄
????Addressables.ReleaseInstance()；销毁Addressable系统创建的实例

注：Addressables.InstantiateAsync()和其他加载调用的另一个区别就是有一个可选的trackHandle参数，当设置为false时，就必须通过AsyncOperationHandle句柄来释放资源，而不能再通过AsyncOperationHandle.Result加载资源释放了。

引用计数问题： 资源卸载，可手动和自动。
????手动卸载，Addressable系统加载和卸载资源都是成对存在的，使用Addrsssables.Release()或Addressables.ReleaseInstance()方法卸载资源，减少引用计数。当资源的引用计数为0时，该资源就准备好卸载了，并减少了所有依赖项的引用计数。
????自动卸载，包含它的场景关闭时允许自动清理。
卸载问题
????若使用Addressables.ReleaseInstance()传入的实例并不是Addressables系统API创建的，或者是通过句柄创建实例，系统会检测到并返回false，以指示该方法无法释放指定的实例。在这种情况下，实例不会被销毁。
Addressables.LoadAsset()和Addressables.InstantiateAsync()讨论
????Addressables.InstantiateAsync()有一些相关的开销，所以如果需要在每一帧中实例化数百次相同的对象，可以考虑通过Addressables.LoadAsset()方法加载，然后通过GameObject.Instantiate()实例化。缺点是Addressables系统不知道您创建了多少实例，如果管理不当，可能会导致内存问题。例如，一个Prefab引用了一个加载不正确或者已经卸载的纹理，会导致渲染问题(或更糟)。这类问题很难跟踪，因为您可能不会立即触发内存卸载 。?
清除内存
????不再被引用的资源并不一定意味着资源产已被卸载。一个常见的应用场景涉及到一个资源包中包含多个资源。例如:
?????您有三个资源（“树”，“坦克”，“牛”）在同一个资源包(“东西”)。
?????当“树”加载时，“树”的ref-count +1，“东西”的ref-count +1。
?????稍后，当“坦克”加载时，“树”和“坦克”的ref-count均为1，并且“东西”包的ref-count为2。
?????如果你释放“树”，它的ref-count就会变成0。
????在这个例子中，“树”资源实际上并没有被卸载。您可以加载资源包或其部分内容，但不能部分卸载资源包。在包本身完全卸载之前，所有资产都不会卸载。这个规则的例外是Resources.UnloadUnusedAssets，在上述场景中执行此方法将导致树卸载。因为Addressables系统不能识别这些事件， 只反映Addressables的ref-counts (不完全反映内存中存在的内容)。注意，如果您选择使用Resources.UnloadUnusedAssets，这是一个非常慢的操作，应该只在一个不会显示任何游戏内容的屏幕调用(比如加载屏幕)。

12. Addressable打包粒度

????我们在使用Addressable系统时，需要考虑的是：需要多少个Group？这个Group里面放什么资源？打包方式是Pack Together 或者 Pack Together By Label 或者 Pack Separately？ 很显然，这个跟使用Assetbundle是一样的，需要开发人员自己来规划。这不是因为Addressable不够强大，而是这是跟具体项目有关，每个项目的情况各不相同。