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[游戏开发]Unity AssetBundle的打包 发布 下载与加载

码字不易，转载请注明出处哦
https://blog.csdn.net/newchenxf/article/details/124738469

1 前文

都2022了，为什么还讨论AB包？不是有Addressables了嘛！
本文之所以讨论，是为了梳理一下AssetBundle的优缺点，方便跟Addressables做对比。

本文分两部分，一是AssetBundle的介绍，以及不使用任何第三方插件，如何使用AssetBundle的API。二是，介绍第三方插件，即QFramework的ResKit如何封装AssetBundle API，做资源加载。

2 AssetBundle介绍

AssetBundle(简称AB包)是一种资源压缩包，可以包含模型、贴图、预制体、声音、甚至整个场景，可以在游戏运行的时候被加载;

它存在的意义：
对资源压缩，上传到服务器，app开启后再下载/加载，可以有效的减少包大小，还可以热更新（资源不对可以换）

AssetBundle一般有多个，彼此之间可以有依赖关系；例如，一个 AssetBundle 中的材质可以引用另一个 AssetBundle 中的纹理。当然了，没依赖最好，不容易出错。

2.1 AB包的文件结构

和很多文件一样，它包含文件头和数据区。
文件头：该AB包的关键信息，例如压缩算法，数据清单（每个资源在bundle中的索引值）
数据区：压缩过的资源数据。

要使用AssetBundle，一般需要以下工作：

  1. 将想要动态加载的资源添加到AssetBundle(可以有多个bundle)
  2. 要发布时，做打包工作
  3. 自己把bundle上传到服务器，服务器管理版本
  4. 客户端下载bundle，版本不匹配（md5校验啥的），则下载新bundle
  5. 加载指定路径的bundle，提取文件
  6. 卸载bundle， 节约内存

下面根据每一条说一下，不依赖任何框架，打AB包，都靠unity的啥东西。

2.2 AB包的使用流程

2.2.1 将资源加载到AB包

你可以选中任何一个资源，在对应的Inspector面板的最下面，就有一个AB包的添加入口：
在这里插入图片描述
默认None表示，该资源不加入到AB包。点击箭头，可以新增一个AB包的名字，然后选中，就会添加到这个AB包。
在这里插入图片描述

可以通过如下方法，获得所有的AB包：

string[] assetBundleNames = AssetDatabase.GetAllAssetBundleNames();

可以通过如下的方法，获得某个AB包所包含的资源路径列表：

string[] aFiles = AssetDatabase.GetAssetPathsFromAssetBundle(assetBundleName);

2.2.2 要发布时，做打包工作

Unity有API做打包，一个常用的API如下：

public class BuildPipeline {
    public static AssetBundleManifest BuildAssetBundles(string outputPath, AssetBundleBuild[] builds, BuildAssetBundleOptions assetBundleOptions, BuildTarget targetPlatform);
}

outputPath: AB包打出来放到哪个路径
builds: AB包的数据列表，来看一下AssetBundleBuild定义：

    //
    // 摘要:
    //     AssetBundle building map entry.
    public struct AssetBundleBuild
    {
        //
        // 摘要:
        //     AssetBundle name.
        public string assetBundleName;
        //
        // 摘要:
        //     AssetBundle variant.
        public string assetBundleVariant;
        //
        // 摘要:
        //     Asset names which belong to the given AssetBundle.
        public string[] assetNames;
        //
        // 摘要:
        //     Addressable name used to load an asset.
        [NativeName("nameOverrides")]
        public string[] addressableNames;
    }

很简单，主要就是AB包的名字，和ab包内的各种资源名字列表。

targetPlatform: 编译平台

返回值：编译出AB包后，还会生成一个manifest文件，例如Android.manifest，包含所有的ab包名字和依赖关系。

例如我这里打包好后，manifest文件如下：

ManifestFileVersion: 0
CRC: 3548016675
AssetBundleManifest:
  AssetBundleInfos:
    Info_0:
      Name: sceneres_unity
      Dependencies: {}
    Info_1:
      Name: a_png
      Dependencies: {}
    Info_2:
      Name: textureexample1_png
      Dependencies: {}

2.2.3 自己把bundle上传到服务器，服务器管理版本

这一块，就可以各家公司自己操心了，Unity的AB包方案，不关心这一块，不像Addressable方案。

2.2.4 客户端下载bundle

同上，各家公司自己操心。
当然了，Unity也提供了下载方法：

//老版本方法
public static UnityWebRequest GetAssetBundle(string uri)
//新版本方法
UnityWebRequestAssetBundle.GetAssetBundle(*)

2.2.5 加载指定路径的bundle

Unity提供了如下的API，来读取bundle数据，有同步或者异步的方法。

public class AssetBundle {

public static AssetBundle LoadFromFile(string path);
public static AssetBundleCreateRequest LoadFromFileAsync(string path);
public static AssetBundle LoadFromMemory(byte[] binary);
public static AssetBundleCreateRequest LoadFromMemoryAsync(byte[] binary);
}

一般不推荐用LoadFromMemory，因为参数就是把整个bundle都读取到内存了，浪费内存资源。
LoadFromFile则比较实惠，会先读取文件头信息，等到实际加载资源某个资源时再读取具体数据段。

上面是读取bundle包，得到的是AssetBundle类型的对象。得到该对象后，就可以调用LoadAsset方法，读取某个资源。(注意，早些年的版本，是Load方法，这个已经废弃啦，至少2022年已经废弃啦)

        public T LoadAsset<T>(string name) where T : Object;
        //
        // 摘要:
        //     Loads asset with name of type T from the bundle.
        //
        // 参数:
        //   name:
        public Object LoadAsset(string name);

3 第三方的AB包工具

上文说的是Unity的官方的API，打包呀，加载呀，都可以自己开发，提供了官方API，但这些其实是很通用的工作，所以不少公司/开发者开发了插件，提供UI界面，帮你去打包，提供上层函数，帮你加载。

本文就基于一个插件QFramework @ ResKit， 来逐步说明原理。其他公司的插件，其实都差不多。

4 QFramework ResKit 工具

QFramework是一个开源的Unity开发框架和工具集。开发框架有UIKit， ResKit等。 其中ResKit模块是用于帮助打AB包和加载AB包。我们就专门看一下ResKit是如何实现的。

ps: 本文下载的版本是v0.14.68，2022年下载的，所以如果哪里有说明代码不匹配的，轻拍哦

4.1 Reskit的标记资源原理

打包前，需要标记资源到AssetBundle。

4.1.1 如何标记

选中某一个资源，右键，选择@ResKit。如此，在右边的AssetLabels，就会新建一个AB包名字，名字以该资源的名字来取，全部为小写，“.”改为“_”。 接着会把资源归属到该AB包。
在这里插入图片描述

4.1.2 查看标记

选择菜单栏的QFramework -> Tool Kit -> Res Kit
在这里插入图片描述
界面简单，就是哪个资源加入到AB包了。
缺点:
标记一个资源，就新增一个AB包，且看不到AB包的名字！比如上面新增的samplescene_unity

优点
任何一个资源都有单独的ab包，可以针对每个文件热更新。

4.1.3 标记时的代码分析

右键选择时，调用如下函数。
在这里插入图片描述
AssetImporter.GetAtPath 会新增一个AB包，并把当前的资源加到该AB包。AB包的名字和资源名字类似。例如资源是AssetObj.prefab，则AB包就是assetobj_prefab

4.2 ResKit的打包原理

在4.1.2 节的图中，选择【打AB包】，就会生成bundle包，放到StreamingAssets目录下。

打包的代码入口如下：

ResKitEditorAPI.BuildAssetBundles();

这个函数的调用BuildScripts的BuildAssetBundles。具体如下
在这里插入图片描述
两个核心工作：

  1. 调用Unity的BuildPipeline.BuildAssetBundles API 打包。
  2. 调用ResKit的AssetBundleExporter.BuildDataTable API，检索每个资源的详细信息，然后存到一个bin文件。客户端在加载资源时，会解析bin文件，拿出资源信息，生成一个table，方便使用。

对于1，比较简单没啥好说的了。对于2，来看一下具体实现：

4.2.1 Reskit生成资源信息表

核心函数BuildDataTable如下
在这里插入图片描述
两件事情：

  1. 新建ResDatas，调用AddABInfo2ResDatas，把每个bundle的数据（asset名字，bundle名字等)，记录到ResDatas的mAllAssetDataGroup。
  2. 把mAllAssetDataGroup序列化，存为一个asset_bundle_config.bin文件。

4.2.1.1 类定义说明

函数首先创建了一个ResDatas，这是一个全局的变量，编译一次，对应一个，定义如下：

public sealed class ResDatas : IResDatas
{
public static string FileName = "asset_bundle_config.bin";
private readonly List<AssetDataGroup> mAllAssetDataGroup = new List<AssetDataGroup>();
private AssetDataTable mAssetDataTable = null;
//序列化的类，用于把AssetDataGroup列表序列化到bin文件
[Serializable]
public class SerializeData
{
	private AssetDataGroup.SerializeData[] mAssetDataGroup;
}
}

有两个很重要的变量：

一个是 mAllAssetDataGroup，一个bundle对应一个AssetDataGroup，每个Group就是记录该bundle所管理的asset。这个Group列表，将会被序列化，存到bin文件，依靠的是SerializeData类。
一个是AssetDataTable，这里生成bin文件用不到。但是，在客户端加载的时候，就需要使用了！会遍历mAllAssetDataGroup数据，生成一个查找表，方便查询使用。
这个表的key为AssetData.AssetName， value为AssetData

AssetDataTable类的核心定义如下：

public class AssetDataTable : Table<AssetData>
{
    //定义TableIndex， key为AssetData.AssetName， value为AssetData
    public TableIndex<string, AssetData> NameIndex = new TableIndex<string, AssetData>(data => data.AssetName);
    protected override void OnAdd(AssetData item)
    {
        NameIndex.Add(item);
    }
}

说完定义，看一下具体的AddABInfo2ResDatas都干啥了

4.2.1.2 AddABInfo2ResDatas 添加数据到group

在这里插入图片描述

三个重要的工作：

  1. 调用Unity官方API AssetDatabase.GetAllAssetBundleNames()，得到所有的bundle名字列表，然后遍历。
  2. 调用Unity官方API AssetDatabase.GetAssetPathsFromAssetBundle(abName);，获得一个bundle的所有资源路径（assets变量的类型是string[]），然后遍历。
  3. 遍历得到的资源路径，生成一个AssetData，添加到AssetGroup。 所以一个bundle，将对应一个group。

4.2.2 序列化数据得到bin文件

也就是把mAllAssetDataGroup序列化，存为一个asset_bundle_config.bin文件。
来看ResDatas的Save函数：
在这里插入图片描述
outpath是bin文件的输出路径，比如我这里是

D:/work/unity/ChenxfTest/Assets/StreamingAssets//AssetBundles/Android/asset_bundle_config.bin

4.3 ResKit的加载原理

咱们先看一下ResKit的使用例子，然后再根据例子展开。

    public class ResKitExample : MonoBehaviour
    {
        private ResLoader mResLoader = ResLoader.Allocate();

        private void Start()
        {
            //全局一个地方调用即可
            ResKit.Init();

            prefab = mResLoader.LoadSync<GameObject>("AssetObj");
            gameObj = Instantiate(prefab);
            gameObj.name = "这是使用通过 AssetName 加载的对象";

            prefab = mResLoader.LoadSync<GameObject>("assetobj_prefab", "AssetObj");
            gameObj = Instantiate(prefab);
            gameObj.name = "这是使用通过 AssetName  和 AssetBundle 加载的对象";
        }

        private void OnDestroy()
        {
            mResLoader.Recycle2Cache();
            mResLoader = null;
        }
    }

很简单，ResKit.Init()做初始化。mResLoader.LoadSync 做加载。
所以要分析原理，从这2个函数入手即可。

4.3.1 ResKit.Init 生成资源关系表

先总结：这个方法的主要目的，是找到bin文件，反序列化，得到所有的bundle数据，进而生成table（资源名字和资源的位置关系表）

接着说一下具体实现，ResKit封装了同步或异步的方法：

public partial class ResKit
        public static void Init()
        {
            ResMgr.Init();
        }

        public static IEnumerator InitAsync()
        {
            yield return ResMgr.InitAsync();
        }
}

两种方法类似，我们以同步为例子，来看ResMgr.Init干啥了

        public static void Init()
        {
            SafeObjectPool<AssetBundleRes>.Instance.Init(40, 20);
            SafeObjectPool<AssetRes>.Instance.Init(40, 20);
            SafeObjectPool<ResourcesRes>.Instance.Init(40, 20);
            SafeObjectPool<NetImageRes>.Instance.Init(40, 20);
            SafeObjectPool<ResSearchKeys>.Instance.Init(40, 20);
            SafeObjectPool<ResLoader>.Instance.Init(40, 20);

            Instance.InitResMgr();
        }

初始化对象池，方便后续加载每个资源。
接着InitResMgr。来看一下这个函数：
在这里插入图片描述
还算简单。
ResKit分为两种模式：
在开发阶段，叫模拟模式，AssetBundlePathHelper.SimulationMode = true，意味着是Unity编辑器直接运行，此时没有打AB包，直接根据现有数据生成table表（每个资源在哪里的表）。

在发布阶段，就是非模拟模式了，程序是在真机运行了。
此时编译代码，需要把编辑窗口的【模拟模式】取消勾线，程序才会走到上面的else那一段。
在这里插入图片描述

else主要目的，是得到bin文件并解析，生成table。要得到bin文件，区分两种情况：

  1. ab包和bin文件内置在包里。
  2. ab包和bin文件动态下载。

对于1，程序走到ResKit....GetFileInInner，具体而言，是从Application.streamingAssetsPath目录或子目录读取bin文件。
对于2，程序走到AssetBundlePathHelper.GetFileInFolder，是从Application.PersistentDataPath目录或子目录 读取bin文件。

Application.streamingAssetsPath：是app的安装目录。在Android端，是在app的安装目录，只能读，不能写。例如：
/data/app/com.DefaultCompany.ChenxfTest-FhvI5ggT3YjhkPWP9_zAHw==/base.apk/!/assets/
Application.PersistentDataPath： 是app运行期间的数据存储目录。在Android端，就是SD卡的外部存储目录，例如：/storage/emulated/0/Android/data/com.DefaultCompany.ChenxfTest/files

4.3.2 ResLoader.LoadSync 加载具体资源

该函数传入资源名字，作为key，然后去上一节说的资源关系表table查找资源在哪里，然后做加载。

加载的目标，是得到IRes接口的具体对象，这个很重要，所以先提出：
在这里插入图片描述
有几个类会继承该接口，对于从AB包加载的情况，涉及如下2个：

AssetRes
AssetBundleRes

接下来讨论如何做具体加载：
ResLoader同样提供了同步和异步的加载方法，都差不多，本文仅针对同步方法LoadSync展开。

public class ResLoader
        public Object LoadSync(string name)
        {
            var resSearchRule = ResSearchKeys.Allocate(name);
            IRes  retAsset = LoadResSync(resSearchRule); 
            resSearchRule.Recycle2Cache();
            tempDepends.Clear();
            return retAsset.Asset;
        }
}

很简单，根据名字，生成查找key，然后调用LoadResSync加载。
key是多种参数的组合，不只是一个string。例如

    public class ResSearchKeys : IPoolable,IPoolType
    {   
        public string AssetName { get; set; }
        public string OwnerBundle { get;  set; }
        public Type AssetType { get; set; }
        public string OriginalAssetName { get; set; }

接着就调用LoadResSync了

4.3.2.1 LoadResSync的实现

在这里插入图片描述
这个方法，主要包含三件事，都比较关键。

  1. Add2Load的目标，是生成2个IRes对象。
  2. LoadSync，加载IRes对象的Load方法，做实际加载
  3. ResMgr.Instance.GetRes 得到数据

下面分别展开

4.3.2.2 Add2Load生成2个IRes对象

在这里插入图片描述
如上，红色注释，先调用ResMgr.Instance.GetRes(resSearchKeys, true) 得到一个AssetRes对象, 然后，因为资源肯定在某个bundle中，而且资源可能还依赖其他bundle的加载，所以，又生成了一个类型为AssetBundle 的key，循环调用Add2Load方法，得到一个AssetBundleRes对象。

也就是，把bundle文件本身，也当作一个资源了！

最后都添加到一个mWaitLoadList列表里。

如果想深究2个对象怎么生成的，那就看ResMgr.Instance.GetRes 的实现了。不关心可以跳过了。

4.3.2.3 ResMgr.Instance.GetRes的实现

这个方法主要调用ResFactory.Create方法。
在这里插入图片描述
先说明mResCreators有多种类型：

        public  static List<IResCreator> mResCreators = new List<IResCreator>()
        {
            new ResourcesResCreator(),
            new AssetBundleResCreator(),
            new AssetResCreator(),
            AssetBundleSceneResCreator,
            new NetImageResCreator(),
            new LocalImageResCreator()
        };

对于AB包的加载，用的是AssetBundleResCreator和AssetResCreator。

上面的方法，很精简清晰，根据Match方法，找到和search key匹配的creator，然后调用对应的Create。

4.3.2.3.1 Match方法如何确定
AssetResCreator对应的Match方法
    public class AssetResCreator : IResCreator
    {
        public bool Match(ResSearchKeys resSearchKeys)
        {
            var assetData =  AssetBundleSettings.AssetBundleConfigFile.GetAssetData(resSearchKeys);

            if (assetData != null)
            {
                return assetData.AssetType == ResLoadType.ABAsset;
            }
            ....

AssetBundleSettings.AssetBundleConfigFile 就是4.2.1 节说创建的ResDatas对象！
我们说过从bin文件反序列化，就是为了得到一个table，即ResDatas的mAssetDataTable变量。现在派上用场了。

来看一下GetAssetData干啥了。
在这里插入图片描述

简单，得到我们打包时，就用到了Asset对象！
再回顾一下@4.2.1.2节，我们曾经针对每个资源这样添加到group：
在这里插入图片描述
创建AssetData，只区分两种类型，要么是ResLoadType.ABScene，要么是ResLoadType.ABAsset。

所以，AssetResCreator的Match方法的这一段：

return assetData.AssetType == ResLoadType.ABAsset;

也就返回true了，意味着工厂模式，命中该对象！

AssetBundleResCreator的match方法

回到@4.3.2.2节，有这样一段：

var searchRule = ResSearchKeys.Allocate(depend, null, typeof(AssetBundle));

即类型为AssetBundle。再看一下

    public class AssetBundleResCreator : IResCreator
    {
        public bool Match(ResSearchKeys resSearchKeys)
        {
            return resSearchKeys.AssetType == typeof(AssetBundle);
        }

类型匹配，对上了！

4.3.2.3.2 Create方法如何生成

其中AssetBundleResCreator会创建AssetBundleRes
AssetResCreator会创建AssetRes

来看一下这两个Create方法：

        public IRes Create(ResSearchKeys resSearchKeys)
        {
            return AssetBundleRes.Allocate(resSearchKeys.AssetName);
        }

        public IRes Create(ResSearchKeys resSearchKeys)
        {
            return AssetRes.Allocate(resSearchKeys.AssetName, resSearchKeys.OwnerBundle, resSearchKeys.AssetType);
        }

都很简单，创建对象而已，不再展开咯

4.3.2.4 LoadSync 做实际资源加载

在这里插入图片描述
上面的Add2Load已经把2个对象加到了mWaitLoadList，现在循环取出来，调用对应的LoadSync对象。
因为是AssetBundleRes先添加，所以它先调用。这也合理，因为AssetRes其实依赖AssetBundleRes先加载。

4.3.2.4.1 AssetBundleRes LoadSync得到资源对应的bundle对象

来看下AssetBundleRes的LoadSync方法


public override bool LoadSync()
{
    var url = AssetBundleSettings.AssetBundleName2Url(mAssetName);
    bundle = AssetBundle.LoadFromFile(url);
}

根据bundle的名字，找到存储路径。AssetBundleName2Url方法比较重要，贴一下：

        public static string AssetBundleName2Url(string name)
        {
            string retUrl = AssetBundlePathHelper.PersistentDataPath + "AssetBundles/" +
                            AssetBundlePathHelper.GetPlatformName() + "/" + name;

            if (File.Exists(retUrl))
            {
                return retUrl;
            }

            return AssetBundlePathHelper.StreamingAssetsPath + "AssetBundles/" +
                   AssetBundlePathHelper.GetPlatformName() + "/" + name;
        }

先从app的外部存储目录下寻找，没找到，则从安装目录找。

注意，这里写死了必须是具体目录下的子目录，即AssetBundles/[平台]/，这有点不够灵活，可以根据你的需求修改一下。

anyway，我这里编辑器下运行，得到的路径是：
D:/work/unity/ChenxfTest/Assets/StreamingAssets/AssetBundles/Android/assetobj_prefab
Android手机运行，得到的路径是
/storage/emulated/0/Android/data/com.DefaultCompany.ChenxfTest/files/AssetBundles/Android/assetobj_prefab

有了AB包的路径，就可以调用Unity的官方API做加载了：
即

AssetBundle.LoadFromFile

如此，得到了一个AB包对象。

4.3.2.4.2 AssetRes.LoadSync 得到具体资源

在这里插入图片描述
整体上也比较简单，上一步其实得到了AssetBundleRes，其中有个变量是AssetBundle，代表bundle包的实际数据。
调用该对象的LoadAsset方法，即可得到实际的资源了！这也呼应了@2.2.5节。

5 总结

个人认为，ResKit在资源打包界面这一块，不太清晰。基本上一个资源就对应一个AB包，而且界面没法看一个资源对应哪个AB包。
而Addressable就很清晰，从下图可见，ChenxfGroup是一个AB包，所管理的资源key（名字或路径都可以），资源路径，很清晰。
在这里插入图片描述

当然了，ResKit在资源加载这一块，就做的比较好，逻辑清晰。

后面将基于ResKit，提出一种改进方案，敬请期待。
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