《学Unity的猫》——第四章：认识Unity脚本组件的生命周期

简介：我是一名Unity游戏开发工程师，皮皮是我养的猫，会讲人话，它接到了喵星的特殊任务：学习编程，学习Unity游戏开发。
于是，发生了一系列有趣的故事。

4.1 怎么没有老鼠组件

我：“皮皮，你在干嘛？”
皮皮：“我在给物体挂组件，可是我找了半天，也没找到老鼠组件。”
我：“哈哈哈，Unity没有帮我们实现老鼠的组件，需要我们自己写。”
皮皮：“那我们赶紧写一个老鼠组件吧。”
我：“没问题的，但在这之前，你得先搞明白什么是组件，它的运行机制。”

4.2 Component——组件

Component，组件，顾名思义，就是游戏物体的组成部件。
我拿出扫地机器人，对着皮皮说：“你看这个扫地机器人，它会寻路移动、扫地、避开障碍物、充电等等，它之所以具备这些功能，是因为它有轮子、边刷、激光测距传感器、电源等等这些组件，这些组件拼装在一起通过合理的协同工作，才完整地构成了一台扫地机器人，游戏物体也一样。”
我打开Unity工程，然后选中Main Camera节点，接着说：“看这里，这个Main Camera，它是一个游戏对象，它身上挂了三个组件：Transform、Camera、AudioListener。”

皮皮：“那一只老鼠要挂多少组件呢？”
我：“这个要看需求和设计，你可以一个组件只实现一个单一的功能，然后挂很多组件，也可以把多个功能合理地整合在一个组件里，只挂这个组件。顺便说一句，所有物体都必须带一个Transform组件。”
皮皮似懂非懂地点点头，我摸摸皮皮的小脑袋，接着说：“还有，组件也不能滥用，新手容易犯的一个错误就是组件泛滥。优秀的程序员，会懂得合理地使用设计模式，优雅地抽象、封装，把代码打理得干净漂亮，你们喵星人都自带洁癖属性，我觉得你会是一个优秀的程序员的。”
皮皮：“是不是所有的脚本都是Component组件？”
我：“不是的，你注意看，我们创建的脚本，默认是继承MonoBehavIoUr的。”

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class NewBehavIoUrScript : MonoBehavIoUr
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
       
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }
}

皮皮：“Component组件，和这个MonoBehavIoUr又是什么关系呢？”
我：“问的好，这里就要介绍一下Unity中的类继承关系了。”
我拿出一张白纸，在纸上画了Unity中的部分类继承关系。

Unity中，所有实体最上层的基类是Object，Component继承Object，Behavior继承Component，MonoBehavior继承Behavior。

注意这里的Object是指UnityEngine.Object，有别于.Net的System.object。事实上，UnityEngine.Object也是一个System.object，但一个System.object不一定是一个UnityEngine.Object。
比如：
string a = "hello cat";，
a是一个System.object，但它不是一个UnityEngine.Object。

皮皮：“晕了晕了，简直就是俄罗斯套娃啊。”
我：“哈哈，所以呢，继承MonoBehavIoUr的脚本就是Component组件，Unity封装的MonoBehavIoUr还提供了协程的功能，这个后面我再教你。”
我打开Visual Studio继续说，：“在实际开发过程中，我们也会创建一些不是继承MonoBehavIoUr的脚本，这些脚本就不是Component，比如我现在封装一个静态的工具类：GameUtils。”

using System;

public class GameUtils 
{
    /// <summary>
    /// 获取当前系统时间，例：2020/11/21 16:46:29
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public static string GetNowTime()
    {
        return DateTime.Now.ToString();
    }
}

GameUtils.cs是一个脚本，但它不是一个组件。只有组件才可以AddComponent（挂组件）到物体上，同时，组件要挂到物体上才能真正被运行起来。

4.3 MonoBehavIoUr脚本的生命周期

皮皮：“你刚刚说组件要挂到物体上才能真正被运行起来，那它是怎么运行的呢？”
我：“这里就要讲讲MonoBehavIoUr脚本的生命周期了。”
可以参见Unity官方文档的说明：
https://docs.unity3d.com/Manual/ExecutionOrder.html

原图地址：https://docs.unity3d.com/uploads/Main/monobehaviour_flowchart.svg
皮皮：“铲屎官，郑现在再封你一个官！”
我：“嗯？”
皮皮：“翻译官。”
我：“我挑重点，一个一个函数来吧。”

4.3.1 Reset()函数

Reset，重置函数，这个函数只有在Editor环境下才会被调用，运行过程中是不会调用Reset的。
它是在用户点击Inspector面板上Reset按钮或者首次添加该组件时被调用。Reset最常用于在Inspector面板中给定一个默认值。

4.3.2 Awake()函数

Awake，唤醒函数，注意它只会被执行一次，这个要牢记。当游戏对象被创建的时候,游戏对象绑定的脚本会在该帧内执行Awake函数。

如果脚本所挂的物体最开始不是激活状态，则Awake函数此时不会被调用，激活物体时才会被调用。在Inspector窗口的最左上方，有个勾选，如果不勾选，则表示隐藏物体。
如下，物体处于隐藏状态，此时运行Unity，NewBehavIoUrScript脚本中的Awake函数并不会被调用，激活物体时，Awake函数才会被调用。

值得一提的是，如果物体是激活状态，然后脚本是非激活状态，此时运行Unity，NewBehavIoUrScript脚本中的Awake函数是会被调用的。
如下，Awake函数照样会被执行。

4.3.3 OnEnable()函数

OnEnable，激活函数,当脚本激活时被调用，激活一次就调用一次，激活n次，OnEnable就调用n次。调用顺序在Awake之后。

4.3.4 Start()函数

Start，启动函数，Start函数的调用位于Awake函数之后，Start函数会在Update函数第一帧之前被调用，与Awake函数一样只会被调用一次，与Awake函数不一样的是当脚本最开始处于不激活状态，Awake函数会被调用，而Start函数不会被调用，只有激活了脚本才会调用Start函数。

4.3.5 Update()函数

Update，帧更新函数，每一帧都会被调用。只有物体和脚本都处于激活状态下才会被调用。调用顺序在Start函数之后，之后就每帧调用Update函数，帧与帧之间的时间间隔不是固定的，收到运行时的cpu、GPU等工作负荷的影响，我们常说的卡顿，就是运行负荷太高了，此时帧与帧之间的间隔时间就会变大，出现掉帧的情况。

4.3.6 LateUpdate()函数

LateUpdate，延迟更新函数，LateUpdate函数会在Update函数结束之后被调用，LateUpdate常用为第三人称视角相机跟随，比如在Update中处理主角的移动，在LateUpdate中处理摄像机跟随移动。

4.3.7 FixedUpdate()函数

FixedUpdate，固定更新函数，在游戏运行的过程中,每一帧的处理时间是不固定的,当我们需要固定间隔时间执行某些代码时,就会用到FixedUpdate函数。
FixedUpdate的调用时间间隔，可以在编辑器中设置。点击菜单Edit - Project Settings...，然后点击Time，可以看到有个Fixed timestep，它就是FixedUpdate的调用时间间隔，默认是0.02秒。

4.3.8 OnGUI()函数

OnGUI，绘制界面函数。一般作为测试功能使用,如创建测试按钮。
例：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class NewBehavIoUrScript : MonoBehavIoUr
{
    private void OnGUI()
    {
        if(GUILayout.Button("我是一个测试按钮"))
        {
            Debug.Log("我被点击啦");
        }
    }
}

4.3.9 Ondisable()函数

Ondisable，当脚本被禁用时调用。在Inspector窗口中，脚本前面的勾选框，就可以激活和禁用脚本。它与OnEnable函数是对应的。

4.3.10 OnDestroy()函数

OnDestroy，当脚本所在的物体被销毁或者脚本本身被移除的时候，OnDestroy函数被调用。

4.4 测试生命周期

皮皮：“感慨呀，每一个脚本都是一条生命呀。”
我：“人生苦短，莫要虚度年华，来，跟着我跑一遍测试脚本，我们来跑一下脚本组件的生命周期测试。”
示例代码：

using UnityEngine;

public class NewBehavIoUrScript : MonoBehavIoUr
{
    private bool hasPrintUpdate = false;
    private bool hasPrintLateUpdate = false;
    private bool hasPrintFixedUpdate = false;
    private bool hasPrintGUI = false;

    void Awake()
    {
        Debug.Log("---Awake---");
    }

    void OnEnable()
    {
        Debug.Log("---OnEnable---");
    }

    void Start()
    {
        Debug.Log("---Start---");
    }

    void FixedUpdate()
    {
        if (!hasPrintFixedUpdate)
        {
            hasPrintFixedUpdate = true;
            Debug.Log("---FixedUpdate---");
        }
    }

    void Update()
    {
        if (!hasPrintUpdate)
        {
            hasPrintUpdate = true;
            Debug.Log("---Update---");
        }
    }

    void LateUpdate()
    {
        if (!hasPrintLateUpdate)
        {
            hasPrintLateUpdate = true;
            Debug.Log("---LateUpdate---");
        }
    }

    void OnGUI()
    {
        if (!hasPrintGUI)
        {
            hasPrintGUI = true;
            Debug.Log("---OnGUI---");
        }
    }

    void Ondisable()
    {
        Debug.Log("---Ondisable---");
    }

    void OnDestroy()
    {
        Debug.Log("---OnDestroy---");
    }
}

运行结果如下：

---Awake---
---OnEnable---
---Start---
---FixedUpdate---
---Update---
---LateUpdate---
---OnGUI---
---Ondisable---
---OnDestroy---

《学Unity的猫》——第五章：规范Unity的工程目录结构