在Unity中StartCoroutine/yield return這個模式到底是怎麼應用的？其中的原理是什麼？

01-06

瀉藥！

我從C/C++轉向Unity的C#過程中，StartCoroutine/yield return 也是我一開始沒弄明白的東西之一。

我在網上收集資料的過程中，有兩篇文章是讓我有醍醐灌頂的感覺的。

在此拾人牙慧，希望 tkokof1的專欄能夠幫到你。

Coroutine，你究竟幹了什麼？

Coroutine，你究竟幹了什麼？（小續）

說到Coroutine，我們必須提到兩個更遠的東西。在操作系統（os）級別，有進程（process）和線程（thread）兩個（僅從我們常見的講）實際的「東西」（不說概念是因為這兩個傢伙的確不僅僅是概念，而是實際存在的，os的代碼管理的資源）。這兩個東西都是用來模擬「並行」的，寫操作系統的程序員通過用一定的策略給不同的進程和線程分配CPU計算資源，來讓用戶「以為」幾個不同的事情在「同時」進行「。在單CPU上，是os代碼強制把一個進程或者線程掛起，換成另外一個來計算，所以，實際上是串列的，只是「概念上的並行」。在現在的多核的cpu上，線程可能是「真正並行的」。

Coroutine，翻譯成」協程「，初始碰到的人馬上就會跟上面兩個概念聯繫起來。直接先說區別，Coroutine是編譯器級的，Process和Thread是操作系統級的。Coroutine的實現，通常是對某個語言做相應的提議，然後通過後成編譯器標準，然後編譯器廠商來實現該機制。Process和Thread看起來也在語言層次，但是內生原理卻是操作系統先有這個東西，然後通過一定的API暴露給用戶使用，兩者在這裡有不同。Process和Thread是os通過調度演算法，保存當前的上下文，然後從上次暫停的地方再次開始計算，重新開始的地方不可預期，每次CPU計算的指令數量和代碼跑過的CPU時間是相關的，跑到os分配的cpu時間到達後就會被os強制掛起。Coroutine是編譯器的魔術，通過插入相關的代碼使得代碼段能夠實現分段式的執行，重新開始的地方是yield關鍵字指定的，一次一定會跑到一個yield對應的地方。

對於Coroutine，下面是一個實現的function，裡面的片段被yield關鍵字分成2段：

IEnumerator YieldSomeStuff() { yield "hello"; Console.WriteLine("foo!"); yield "world"; }

推進的代碼（模擬，非實際）：

IEnumerator e = YieldSomeStuff(); while(e.MoveNext()) { Console.WriteLine(e.Current); }

以此來推進整個代碼片段的分段執行。更詳細的分析如 @鄧凱的文章里提到。這裡只要說明的是，對於Coroutine，是編譯器幫助做了很多的事情，來讓代碼不是一次性的跑到底，而不是操作系統強制的掛起。代碼每次跑多少，是可預期的。但是，Process和Thread，在這個層面上完全不同，這兩個東西是操作系統管理的。在unity中，StartCoroutine這個方法是個推進器。StartCoroutine會發起類似上面的while循環。因為是while循環，因此，Coroutine本身其實不是「非同步的」。

Coroutine在整個Unity系統的位置，下面一張圖可以說明：

註：圖片來自Coroutines++

Unity官方文檔里也寫到"Normal Coroutine在Update之後"的字眼，如下內容第一行：

Normal coroutine updates are run after the Update function returns. A coroutine is a function that can suspend its execution (yield) until the given YieldInstruction finishes. Different uses of Coroutines:

yield; The coroutine will continue after all Update functions have been called on the next frame. yield WaitForSeconds(2); Continue after a specified time delay, after all Update functions have been called for the frame yield WaitForFixedUpdate(); Continue after all FixedUpdate has been called on all scripts yield WWW Continue after a WWW download has completed. yield StartCoroutine(MyFunc); Chains the coroutine, and will wait for the MyFunc coroutine to complete first.

由上面的圖和文字可以大致猜測，.net虛擬機在每一幀循環中，會依次進入每個編譯器預定義好的入口。對於Coroutine，編譯器需要產生一些代碼，在每次的大循環中，Unity的Update()返回後，保證是yield後的代碼被正確調用，這樣就形成了我們看到的一個function能分段執行的機制。

得票最多的是最長的呢，其實鄧凱先生推薦的兩篇文章就很好，penguin ku先生的解釋也是正確的，不過IEnumerator不是和foreach類似，而是foreach就是調用的MoveNext方法。

系統沒有現成的協程的話用枚舉器模擬協程還是很常見的，python的枚舉器甚至為這種用法支持了yield帶參數的語法。C#沒有跟風大概是因為4.0向後有Task類支持類似協程的概念了吧，await/async生成的狀態機也是和枚舉器差不多的東西，雖然和當代Unity沒關係就是了。

Unity的協程只是每幀MoveNext而已，就這樣。

我是寫傳統C++遊戲轉過來的，StartCoroutine這個特性非常爽，解決了兩個問題：

1，需要大量計算量的時候，不會集中在一幀內執行完，可以將計算量分攤到後面的幀。比如對大量3D頂點的處理，直接寫一個循環，運行的時候會在這裡卡一下。但是使用StartCoroutine，就會把計算量平坦到後面的幀中。

2，在傳統遊戲中，有時候需要在updata中穿插大量邏輯，特別亂。StartCoroutine讓這個過程簡化了。

不要被樓上那麼多話嚇到。不要去理解進程線程以及任務等。Coroutine的參數都是IEnumerator類型的，你看下這個interface，他有Current屬性，MoveNext方法，實際上操作類似foreach，即每次movenext下，得到current，執行下current，然後等下一幀被調用，執行過程還是如此，直到MoveNext返回false，表示執行完畢了，釋放掉IEnumerator即可。

所以，你可以弄個GameObejct試驗下，給他弄個Coroutine，然後半路把這個GameObejct殺了，你會發現Coroutine雖然沒執行完，但也沒了，因為沒人再去調用了。很好理解的東西

yield return兩個字：等待。

等待一幀，等待一秒，等待其他協程完成……

當你明白了什麼叫等待，你就領悟了協程的真諦。