Asset Bundles与Resources的内存大对决

近期，有不少Unity开发者咨询有关Asset Bundle和旧有资源系统Resources

的问题：为何Asset Bundle加载Asset时消耗的内存要比Resources多。

首先说明一下，事实并非如此。或者说从长远来看，如果用好Asset Bundle中旧有资源系统Resources所不具备的新特性，Asset Bundle的内存消耗会小的多。如果您不熟悉Asset Bundle，可以点击【阅读原文】参考Unity手册和Asset BundleResources指南。

详细问题

根据我们收到的一些Bug报告，基本上都在说同一件事情：当从一个Asset Bundle加载某个Asset时，内存使用量会突增几兆，但在使用Resources时却没发生这样的情况。重现这些Bug时，我们看到的结果也非常相似：启动时内存正常，载入Asset后内存激增，并且不会回落到原来的水平。

Asset Bundle的内存使用情况

Resources的内存使用情况

下面我们就通过内存系统及其关联关系、数据保存方式、内存使用量数值的含义和内存使用效率几个方面，为大家剖析一下这个问题的原理，帮助您更好地理解。注意：本文使用的Unity版本为Unity 5.5.0f3。

问题剖析

内存系统及关联

首先来了解提供这些数字的系统，以及它们之间的关联。

Unity的原生内存系统会使用多种大小在1MB到32MB（平均1MB到4MB）之间固定大小的块内存分配器。具体大小根据分配的工作类型而定，例如主线程还是后台线程；或者根据当前运行的平台。

保留总量（Reserved Total）是操作系统分配的所有块的总量，已用总量（Used Total）是其中正由Unity使用的内存量。每个区域标签、FMOD、Porfiler等等，表示系统列出的相应分配器或大概的外部内存。这些区域标签信息在内存分析器手册页面中可以查询。

总系统内存使用量（Total System Memory Usage）是由平台系统提供的虚拟内存大小，不支持此功能的平台会显示为0。最后，已用总量并不包括对象的头部或字节对齐，而保留总量包括这些部分。因此，要对比Asset Bundle和Resources间的内存使用量，我们会主要关注已用总量和保留总量中的Unity区域标签。

数据保存方式

另外，了解Asset Bundle以及Resources数据在磁盘上的保存方式对于理解分析器的原理也十分必要。

Resources和Asset Bundle在底层数据结构上非常相似，它们都有一个用于存放每个对象序列化数据的文件，一些用于高效异步加载的额外资源文件（纹理、音频等），以及一个包含序列化对象Asset文件路径映射表。Asset Bundle将这些文件都打包在一个压缩包中，映射表则储存在Asset Bundle对象的序列化数据中。Resources将其映射表保存在一个名为ResourceManager的全局单例中，其他文件则散落在磁盘上。此外，与Resources系统不同的是，Asset可以分散在不同的Asset Bundle中，因此可以通过仅加载数据子集来最大限度地减少内存使用量。

Asset Bundles

Resources

内存使用量数值含义

了解Unity的内存与文件系统之后，我们再详细解释下这些内存使用量数值的意义。

第一个突出的问题是Unity中用于Asset Bundle的保留区域增长了10MB，而用于Resources系统的则没有增长。什么原因呢？这主要是因为前面提及的块内存分配器。就这个特定的内存使用率测试而言，我们使用的是异步加载API协程的AsyncBundleLoader.cs行为。值得注意的是：这种组合实际上使用了不同的块内存分配器，而且这些块内存分配器在此时其实尚未被使用。

所以，10MB的增量来源于两个块内存分配器初始化内存块的动作，其中一个块内存分配器需要为新对象分配更多内存，所以它分配了一个4MB的内存块。两个新分配器中，一个为Asset Bundle异步加载分配了一个2MB的内存块，另一个则为类型树分配了一个4MB的内存块。这些内存块的大小是专为同时加载多个Asset与Asset Bundle而优化的。例如，您可以同时从4 - 5个Asset Bundle中加载对象，而无须为Asset Bundle异步加载或需要新块的类型树创建新的分配器。当然，这具体还是要根据Asset Bundle的大小，采取的压缩方式，以及这些包中所使用的唯一脚本类型的数量而定。

在这些分配的块中，用于类型树的4MB内存块，仅在从Asset Bundle加载对象时使用。操作完成后这个块应当会恢复。但是，由于示例中构建协程的方式，导致AssetBundleRequest对象一直处于作用域中，没有被垃圾回收器清除；而用于Asset Bundle异步加载的2MB内存块，它是读取Asset Bundle档案时的缓冲区，在没有包的内部引用后会被释放。最后的4MB内存块的使用者是负责我们所有对象存储的主分配器，因此不会被释放。

通常在一个项目中，对象的创建/删除非常频繁，我们会使用内存池来重用内存而非将其释放回分配器。观察最终卸载后保留区域的Unity数值时，您会发现使用Asset Bundle（64.1MB）与使用Resources系统（63.3MB）的差异很小，仅与块内存分配器获得新块的顺序有关。

内存使用效率

我们一直都在讨论保留内存，那Asset Bundle与Resources之间的保留内存实际使用效率差别又有多大呢？

这个问题非常简单，因为已使用中的Unity区域已经告诉了我们答案。使用Asset Bundle时，占用了保留内存中的21.7MB，而使用Resources时稍多，大概在22.2MB。此外，在卸载时，这个内存数值分别下降为20.7MB和21.2MB。所以，很显然Asset Bundles是内存利用效率方面的赢家。

您可能已经注意到，Asset Bundle的使用量在卸载后要比其启动时更大（4.4MB）。这是因为前面提到的内存池的关系，因此如果您重新载入Asset Bundle与Asset，它将会回到21.7MB。而对于Resources来说，启动与卸载时的内存差异来源于舍入误差。对于Asset Bundle的块内存分配可以减少，但是要牺牲性能以及向下兼容性。正如上面提到的，为了满足加载对象所需的内存量，所以必须要分配4MB大小的内存块。剩下的6MB中，2MB用于了异步加载API。

因此，为了防止块内存分配，只要牺牲帧率使用同步API即可。最后的4MB是源于类型树的分配。这个系统会在Asset Bundle里储存在Resources系统中没有的额外数据，这些数据使Asset Bundle可以兼容更多版本的Unity，并使诸如FormerlySerializedAs这样的序列化特性正常工作。这使您可以在升级到更新的Unity版本后依然能使用相同的Asset Bundle，或仅需修改少量代码，而非重新构建它们，导致用户因为您所做的更改必须重新下载整个Asset Bundle。向BuildPipeline.BuildAssetBundlesAPI传入BuildAssetBundleOptions.DisableWriteTypeTree选项，可以禁止写入这个额外数据。

无类型树Asset Bundle同步加载

您可以用Asset Bundles 1， Resources 0试试。如果您想生成自己的数据，相关脚本已经上传到了 Github Gist，您可点击【阅读原文】下载。目前它设置为每类创建100个：纹理、Monobehavior、预制件、一个固定的随机种子，所以您在自己机器上每次运行都会生成同样的输出（但可能会和别人的不一样）。请确保您的Asset Bundle项目中没有意外包含了一个有内容的Resources文件夹，否则您的内存数值将会比预想高出两倍。试试将每类资源的数量提高至300或甚至500个进行测试。

总结

不知上述内容是否对您项目的内存管理带来一些启发呢？以上内容相关资源和参考资料，请您点击【阅读原文】访问Unity官方中文社区（forum.china.unity3d.com）进行继续学习，如果您有任何疑问或者建议，请您在社区留言。或来到Unite 2017 Shanghai大会现场，与Unity技术专家们进行深入讨论。

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