03-03-架构篇-Runtime加载系统架构

本文目录

一、引言
二、YooAssets 静态入口
三、ResourcePackage 资源包
四、ResourceManager 架构
五、Provider 体系
六、BundleLoader 体系
七、总结

Runtime 端系统架构 -------------

篇章：03-架构篇 阅读时间：约 40 分钟 前置知识：了解 Editor 端系统架构

一、引言

本章将深入解析 YooAsset 的 Runtime 端系统架构。Runtime 端是 YooAsset 的运行层，在游戏运行时工作，负责资源的加载、管理、缓存和卸载。Runtime 端是玩家实际使用的部分，其架构设计的优劣直接影响游戏的性能和体验。

YooAsset 的 Runtime 端采用了 YooAssets → ResourcePackage → ResourceManager → Provider 的分层架构设计，职责清晰，分工明确。本章将详细解析 Runtime 端的各个核心模块。

二、YooAssets 静态入口

2.1 YooAssets 的概念

YooAssets 是 YooAsset 框架的全局静态入口，提供了统一的 API 让开发者与 YooAsset 进行交互。

YooAssets 的设计理念：

YooAssets 采用静态类设计，提供了全局唯一的入口点。开发者只需要调用 YooAssets 提供的静态方法就可以完成所有资源管理操作。

YooAssets 的特点：

静态入口：全局唯一的静态类，便于调用
统一 API：提供统一的 API 屏蔽内部实现
多 Package 支持：支持同时管理多个 ResourcePackage

YooAssets 的 API 设计：

<span>public</span> <span>static</span> <span>class</span> <span>YooAssets</span>
{
    <span><span>public</span> <span>static</span> ResourcePackage <span>CreatePackage</span>(<span><span>string</span> packageName</span>)</span>;
    <span><span>public</span> <span>static</span> <span>bool</span> <span>InitPackage</span>(<span>ResourcePackage package</span>)</span>;
    <span><span>public</span> <span>static</span> <span>void</span> <span>DestroyPackage</span>(<span>ResourcePackage package</span>)</span>;
    <span><span>public</span> <span>static</span> ResourcePackage <span>GetPackage</span>(<span><span>string</span> packageName</span>)</span>;
    <span><span>public</span> <span>static</span> <span>void</span> <span>SetDefaultPackage</span>(<span>ResourcePackage package</span>)</span>;
    <span><span>public</span> <span>static</span> ResourcePackage <span>GetDefaultPackage</span>()</span>;
}

2.2 YooAssets 的初始化流程

YooAssets 的初始化流程如下：

创建 YooAssets 设置：配置 YooAssetsSettings，包括文件服务器 URL、加密密钥等
创建 ResourcePackage：通过 YooAssets.CreatePackage 创建 ResourcePackage
初始化 ResourcePackage：通过 YooAssets.InitPackage 初始化 ResourcePackage
设置默认 Package：通过 YooAssets.SetDefaultPackage 设置默认 Package
开始使用资源：通过 ResourcePackage 加载资源

YooAssetsSettings 配置详解：

YooAssetsSettings 是 YooAssets 的全局配置，包括：

文件服务器 URL：用于资源下载的服务器地址
加密密钥：用于资源解密的密钥
备用 URL：备用文件服务器地址
超时设置：下载超时、连接超时等
重试策略：下载失败时的重试策略

初始化参数详解：

<span>public</span> <span>class</span> <span>InitializeParameters</span>
{
    <span>public</span> <span>string</span> LocationToLower;         <span>// 地址转小写</span>
    <span>public</span> <span>string</span> ScreenOrientation;        <span>// 屏幕方向</span>
    <span>public</span> AssetBundleDecryptionServices AssetBundleDecryptionServices; <span>// 解密服务</span>
    <span>public</span> IDeliveryQueryServices DeliveryQueryServices;     <span>// 远端查询服务</span>
    <span>public</span> IBuildinQueryServices BuildinQueryServices;        <span>// 内置查询服务</span>
    <span>public</span> IRemoteServices RemoteServices;                     <span>// 远端服务</span>
    <span>public</span> ICacheSystem CacheSystem;                          <span>// 缓存系统</span>
}

2.3 多 Package 架构

YooAssets 支持同时管理多个 ResourcePackage：

多 Package 的使用场景：

游戏分包：将游戏分成多个 Package，便于热更新
DLC 支持：支持 DLC 的独立加载和更新
模块化设计：支持游戏模块的独立加载

多 Package 的管理：

<span>// 创建多个 Package</span>
<span>var</span> packageA = YooAssets.CreatePackage(<span>"PackageA"</span>);
<span>var</span> packageB = YooAssets.CreatePackage(<span>"PackageB"</span>);

<span>// 初始化 Package</span>
YooAssets.InitPackage(packageA);
YooAssets.InitPackage(packageB);

<span>// 切换默认 Package</span>
YooAssets.SetDefaultPackage(packageA);

<span>// 加载资源</span>
packageA.LoadAssetAsync<GameObject>(<span>"prefab_a"</span>);
packageB.LoadAssetAsync<GameObject>(<span>"prefab_b"</span>);

多 Package 的实现：

YooAssets 内部维护了一个 Dictionary<string, ResourcePackage>，用于管理所有 Package。每个 Package 都有自己的 Manifest、FileSystem 和 ResourceManager。

三、ResourcePackage 资源包

3.1 ResourcePackage 的概念

ResourcePackage 是 YooAsset 资源管理的核心抽象，封装了一组相关资源的加载、卸载和管理。

ResourcePackage 的设计理念：

ResourcePackage 抽象了"一个完整的资源包"的概念，包括资源的加载、卸载、缓存、热更新等所有功能。

ResourcePackage 的特点：

封装性：封装了资源管理的所有细节
独立性：每个 Package 独立管理自己的资源
可配置性：Package 的配置可以独立修改

3.2 ResourcePackage 的组成

ResourcePackage 由以下核心组件组成：

ResourcePackage 组成
├── PackageManifest：包清单，记录所有 Bundle 的信息
├── <span>FileSystem</span>：文件系统，负责跨平台文件访问
├── ResourceManager：资源管理器，负责资源加载和缓存
├── DownloadManager：下载管理器，负责资源下载
├── CacheSystem：缓存系统，负责缓存管理
└── Provider Pool：Provider 池，缓存已创建的 Provider

PackageManifest 详解：

PackageManifest 是 ResourcePackage 的清单文件，包含了所有 Bundle 的信息。ResourcePackage 通过 PackageManifest 来定位资源。

FileSystem 详解：

FileSystem 是 ResourcePackage 的文件系统，负责跨平台文件访问。YooAsset 通过 IFileSystem 抽象层屏蔽了不同平台的差异。

ResourceManager 详解：

ResourceManager 是 ResourcePackage 的资源管理器，负责资源加载、缓存和引用计数管理。

DownloadManager 详解：

DownloadManager 是 ResourcePackage 的下载管理器，负责资源下载和热更新。

CacheSystem 详解：

CacheSystem 是 ResourcePackage 的缓存系统，负责缓存管理和过期清理。

Provider Pool 详解：

Provider Pool 是 ResourcePackage 的 Provider 池，缓存已创建的 Provider，避免重复创建。

3.3 ResourcePackage 的生命周期

ResourcePackage 的生命周期如下：

创建：通过 YooAssets.CreatePackage 创建 Package
初始化：通过 YooAssets.InitPackage 初始化 Package
加载资源：通过 Package.LoadAssetAsync 加载资源
热更新：通过 UpdatePackageManifestAsync 进行热更新
销毁：通过 YooAssets.DestroyPackage 销毁 Package

创建详解：

Package 的创建只是创建一个内存对象，初始化必要的字段（如 PackageName）。实际的资源加载会在初始化阶段进行。

初始化详解：

Package 的初始化会进行以下操作：

加载 PackageManifest 文件
初始化 FileSystem
初始化 ResourceManager
初始化 DownloadManager
初始化 CacheSystem

加载资源详解：

Package 提供了多种资源加载方式：

LoadAssetAsync：异步加载资源
LoadSceneAsync：异步加载场景
LoadSubAssetsAsync：异步加载子资源
LoadAllAssetsAsync：异步加载所有资源

热更新详解：

Package 的热更新流程：

请求服务器 Manifest
与本地 Manifest 对比
下载差异 Bundle
切换到新版本

销毁详解：

Package 的销毁会进行以下操作：

卸载所有已加载资源
清空 Provider Pool
关闭 FileSystem
释放内存资源

四、ResourceManager 架构

4.1 ResourceManager 的概念

ResourceManager 是 YooAsset 的资源管理器，负责资源加载、缓存、引用计数等核心功能。

ResourceManager 的设计目标：

ResourceManager 旨在提供高效、灵活、可靠的资源管理能力。它是 Runtime 层的核心模块。

ResourceManager 的职责：

资源加载：根据资源地址加载 AssetBundle 中的资源
资源缓存：管理已加载资源的内存缓存
引用计数：使用引用计数管理资源的引用关系
依赖管理：管理资源之间的依赖关系
资源释放：根据引用计数释放不再使用的资源

4.2 ResourceManager 的内部结构

ResourceManager 内部维护了多个重要的集合：

<span>public</span> <span>class</span> <span>ResourceManager</span>
{
    <span>// Provider 缓存</span>
    <span>private</span> Dictionary<<span>string</span>, ProviderBase> _providerCache;
    
    <span>// 加载中队列</span>
    <span>private</span> List<ProviderOperation> _loadingQueue;
    
    <span>// 加载完成列表</span>
    <span>private</span> List<ProviderOperation> _loadingCompleted;
    
    <span>// Bundle 加载器池</span>
    <span>private</span> Dictionary<<span>string</span>, BundleLoader> _bundleLoaders;
}

Provider 缓存详解：

Provider 缓存用于存储已创建的 Provider 对象。当请求加载某个资源时，ResourceManager 会先在 Provider 缓存中查找是否已存在对应的 Provider。

加载中队列详解：

加载中队列用于管理正在加载的 Provider。当多个请求同时加载同一资源时，ResourceManager 会复用同一个 Provider。

加载完成列表详解：

加载完成列表用于在每帧结束时检查加载完成的 Provider，并触发回调通知。

Bundle 加载器池详解：

Bundle 加载器池用于管理已加载的 AssetBundle。Bundle 加载器通过引用计数管理 Bundle 的生命周期。

4.3 资源加载流程

ResourceManager 的资源加载流程如下：

接收资源加载请求：通过 Package.LoadAssetAsync 发起请求
查找 Provider：在 Provider 缓存中查找是否已存在对应的 Provider
创建 Provider：如果不存在，创建新的 Provider
将请求加入 Provider：将加载请求加入 Provider 的等待队列
Provider 执行加载：Provider 开始执行实际的加载操作
触发回调通知：加载完成后触发回调通知

查找 Provider 详解：

查找 Provider 时使用资源地址作为 Key。ResourceManager 会先在缓存中查找，如果存在则复用，否则创建新的 Provider。

创建 Provider 详解：

创建 Provider 时会根据资源类型创建对应类型的 Provider。常见的 Provider 类型包括：

AssetProvider：普通资源 Provider
SceneProvider：场景资源 Provider
ComponentProvider：组件资源 Provider
RawAssetProvider：原生资源 Provider

加载请求处理详解：

Provider 使用引用计数管理加载请求。每次 LoadAsync 调用会增加引用计数，每次 Release 调用会减少引用计数。当引用计数为 0 时，Provider 会自动销毁。

4.4 引用计数机制

引用计数是 YooAsset 资源管理的核心机制：

引用计数的概念：

引用计数记录了资源被引用的次数。每次资源被引用时，引用计数加 1；每次资源被释放时，引用计数减 1。当引用计数为 0 时，资源会被卸载。

引用计数的实现：

<span>public</span> <span>abstract</span> <span>class</span> <span>ProviderOperation</span>
{
    <span>public</span> <span>int</span> RefCount;  <span>// 引用计数</span>
    
    <span><span>public</span> <span>void</span> <span>Acquire</span>()</span>
    {
        RefCount++;
        <span>// 通知子依赖增加引用</span>
    }
    
    <span><span>public</span> <span>void</span> <span>Release</span>()</span>
    {
        RefCount--;
        <span>if</span> (RefCount <= <span>0</span>)
        {
            <span>// 销毁资源</span>
        }
    }
}

引用计数的应用：

引用计数用于管理资源生命周期。当多个对象引用同一资源时，资源不会因为某个对象释放而被错误卸载。

引用计数的优点：

避免内存泄漏：确保资源在不再使用时及时释放
避免重复加载：相同资源只加载一次
自动管理：自动管理资源的生命周期

引用计数的注意事项：

开发者必须严格遵守"Acquire-Release 配对"的原则，避免出现引用计数泄漏或重复释放。

五、Provider 体系

5.1 Provider 的概念

Provider 是 YooAsset 的资源提供者，封装了资源加载的具体逻辑。

Provider 的设计理念：

Provider 模式是 YooAsset 资源加载的核心设计模式。每个 Provider 对应一个资源，封装了资源的加载逻辑、状态管理和回调通知。

Provider 的特点：

单一职责：每个 Provider 只负责一个资源的加载
状态管理：Provider 维护了资源的加载状态
回调通知：Provider 支持加载完成、失败等的回调通知
引用计数：Provider 内置引用计数管理

5.2 Provider 类型

YooAsset 提供了多种 Provider 类型：

Provider 类型	用途	特点
AssetProvider	普通资源	最常用的 Provider
SceneProvider	场景资源	异步加载场景
SubAssetsProvider	子资源	加载包含多个资源的 AssetBundle 中的特定子资源
RawAssetProvider	原生资源	加载原生格式（图片、文本等）
BundleProvider	Bundle 资源	加载整个 AssetBundle

AssetProvider 详解：

AssetProvider 是最常用的 Provider，用于加载普通资源（如 Prefab、Texture、Material 等）。它会加载包含资源的 AssetBundle，然后从 AssetBundle 中加载目标资源。

SceneProvider 详解：

SceneProvider 用于加载场景资源。它使用 Unity 的 SceneManager 进行异步场景加载，并管理场景的激活和卸载。

SubAssetsProvider 详解：

SubAssetsProvider 用于加载子资源。例如，一个 Sprite Atlas 包含多个 Sprite，可以使用 SubAssetsProvider 加载特定的 Sprite。

RawAssetProvider 详解：

RawAssetProvider 用于加载原生格式资源。它不会将资源转换为 Unity 对象，而是返回原始的字节数据。

5.3 Provider 的状态机

Provider 内部维护了一个状态机：

Provider 状态机
├── <span>None</span>：初始状态
├── Loading：加载中
├── Checking：检查中
├── Success：加载成功
├── Failed：加载失败
└── Destroyed：已销毁

状态流转详解：

Provider 的状态流转如下：

None → Loading：开始加载
Loading → Checking：加载完成，进入检查阶段
Checking → Success：检查通过
Checking → Failed：检查失败
Success/Failed → Destroyed：资源被销毁

状态机的作用：

状态机确保 Provider 在正确的状态下执行正确的操作。例如，只有在 Loading 状态下才能处理加载进度更新，只有在 Success 状态下才能返回资源对象。

六、BundleLoader 体系

6.1 BundleLoader 的概念

BundleLoader 是 YooAsset 的 AssetBundle 加载器，负责加载和缓存 AssetBundle。

BundleLoader 的设计理念：

BundleLoader 抽象了 AssetBundle 的加载过程，提供了统一的接口。它管理 AssetBundle 的加载、缓存、引用计数和卸载。

BundleLoader 的特点：

统一接口：提供统一的接口屏蔽不同平台的差异
引用计数：使用引用计数管理 AssetBundle 的生命周期
缓存机制：缓存已加载的 AssetBundle，避免重复加载
异步加载：支持异步加载，避免阻塞主线程

6.2 BundleLoader 类型

YooAsset 提供了多种 BundleLoader 类型：

BundleLoader 类型
├── AssetBundleLoader：标准 AssetBundle 加载器
├── RawBundleLoader：原生 Bundle 加载器
├── DecryptedBundleLoader：解密 Bundle 加载器
└── EncryptedBundleLoader：加密 Bundle 加载器

AssetBundleLoader 详解：

AssetBundleLoader 是标准的 AssetBundle 加载器，使用 Unity 的 AssetBundle.LoadFromFile 或 AssetBundle.LoadFromMemory 加载 AssetBundle。

DecryptedBundleLoader 详解：

DecryptedBundleLoader 是解密 Bundle 加载器，用于加载已解密的 AssetBundle。它会先解密数据，然后从解密后的数据加载 AssetBundle。

6.3 BundleLoader 的工作流程

BundleLoader 的工作流程如下：

接收加载请求：接收 AssetBundle 加载请求
检查缓存：检查是否已加载该 AssetBundle
执行加载：如果没有缓存，执行实际的加载操作
缓存 AssetBundle：将加载完成的 AssetBundle 缓存
管理引用计数：管理 AssetBundle 的引用计数
释放 AssetBundle：引用计数为 0 时释放 AssetBundle

检查缓存详解：

BundleLoader 维护了一个 AssetBundle 缓存字典。检查缓存时使用 Bundle 的路径或名称作为 Key。

执行加载详解：

执行加载时使用 Unity 的 AssetBundle 加载 API。具体的加载方式取决于 Bundle 的类型和位置。

引用计数管理详解：

BundleLoader 使用引用计数管理 AssetBundle 的生命周期。每个资源依赖一个 AssetBundle，资源的引用计数变化会影响 AssetBundle 的引用计数。

七、总结

本章深入解析了 YooAsset Runtime 端的系统架构，包括：

YooAssets 静态入口：全局统一的 API 入口
ResourcePackage 资源包：封装了一组相关资源的加载和管理
ResourceManager 资源管理器：负责资源加载、缓存和引用计数
Provider 资源提供者：封装了资源加载的具体逻辑
BundleLoader 体系：负责 AssetBundle 的加载和缓存

Runtime 端架构是 YooAsset 框架的核心，理解 Runtime 端架构是掌握 YooAsset 资源管理机制的关键。接下来的章节将分别深入解析文件系统、异步操作系统和资源下载器等核心组件。

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