【GameFramework框架内置模块】8、文件系统（File System）

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大家好，我是佛系工程师☆恬静的小魔龙☆，不定时更新Unity开发技巧，觉得有用记得一键三连哦。

一、前言

【GameFramework框架】系列教程目录：
https://blog.csdn.net/q764424567/article/details/135831551

最近好忙，鸽了好久。不能颓废了，继续发力。

今天分享的是GF框架的File System文件系统。

二、正文

2-1、介绍

首先，引用比较官方的说法：

GF的FileSystem虚拟文件系统，使用类似磁盘存储的感念对零散的文件进行集中管理，优化资源加载时产生的内存分配，也可以对资源进行局部片段加载，极大的提升了资源加载的性能。

通俗点讲就是，我这个模块就是加载磁盘文件的，优化加载时产生的内存分配。

那么，它是怎么优化的呢？

比如说一个文件夹里面有几千个文件，传输的话会非常的慢，因为普通的文件系统是一个一个读取写入，每次读取写入都是一次磁盘IO，所以花费大量时间，而这个文件系统将会将整个文件夹当成一个压缩包，然后再进行读取写入，那么就减少了大量的IO，提高了性能。

2-2、使用说明

查看文件是否存在：

using GameFramework.FileSystem;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using UnityGameFramework.Runtime;

public class TestFileSystem : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        FileSystemComponent fileSystemComponent = GameEntry.GetComponent<FileSystemComponent>();
        string fullPath = System.IO.Path.Combine(Application.persistentDataPath, "FileSystem.dat");

         检查是否存在文件系统，参数要传递的是文件系统的完整路径
        bool hasFileSystem = fileSystemComponent.HasFileSystem(fullPath);
        Debug.Log(hasFileSystem);
    }
}

读写文件:

using GameFramework.FileSystem;
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using UnityEngine;
using UnityGameFramework.Runtime;

public class TestFileSystem : MonoBehaviour
{
    void Start()
    {
        FileSystemComponent fileSystemComponent = GameEntry.GetComponent<FileSystemComponent>();
        // 要创建的文件系统的完整路径
        string fullPath = Path.Combine(Application.persistentDataPath, "FileSystem.dat");

        // 要创建的文件系统最大能容纳文件数量
        int maxFileCount = 16;
        // 要创建的文件系统最大能容纳的块数据数量
        int maxBlockCount = 256;

        // 创建文件系统（使用读写模式进行访问）
        IFileSystem fileSystem = fileSystemComponent.CreateFileSystem(fullPath, FileSystemAccess.ReadWrite, maxFileCount, maxBlockCount);

        // 将字节数组写入指定文件
        byte[] buffer = new byte[1024]; // 读取文件片段使用的 buffer，用此方式能够复用 buffer 来消除 GCAlloc
        bool result = fileSystem.WriteFile("FileName.dat", buffer);

        // 将流写入指定文件
        FileStream fs = new FileStream("FileName.dat", FileMode.Create, FileAccess.Write);
        bool result2 = fileSystem.WriteFile("FileName.dat", fs);

        // 将物理文件写入指定文件
        bool result3 = fileSystem.WriteFile("FileName.dat", @"E:\PhysicalFileName.dat");

    }
}

2-3、实现及代码分析

File System虽说是一个独立的模块，但是一般不直接使用，通常要配合其他模块，比较典型的例子就是资源打包和读取额时候。

因为在做资源更新的时候，会将资源进行整理分包加载，资源管理器ResourceComponent继承了File System文件系统，只需要在构建ResoucrceCollection.xml时，在对应的资源Resources标签下指定FileSystem属性即可：在这里插入图片描述
Build资源的时候，会自动将此Resource放入指定的文件系统，运行加载资源时，也会自动去对应的FileSystem文件中进行加载。

下面就以打包和加载来分析FileSystem文件系统的代码实现。

2-3-1、打包代码分析

1、点击Start Build Resource按钮后，会调用BuildResource函数：
在这里插入图片描述

/// 资源生成器。
internal sealed class ResourceBuilder : EditorWindow
  private void BuildResources()
    {
        if (m_Controller.BuildResources())
        {
            Debug.Log("Build resources success.");
            SaveConfiguration();
        }
        else{
            Debug.LogWarning("Build resources failure.");
        }
    }
}

2、创建文件系统，存储在文件系统中：

public sealed partial class ResourceBuilderController
{
    public bool BuildResources()
    {
    	......
		AssetBundleManifest assetBundleManifest = BuildPipeline.BuildAssetBundles(workingPath, assetBundleBuildDatas, buildAssetBundleOptions, GetBuildTarget(platform));
		......
		if (OutputPackageSelected)
        {
            CreateFileSystems(m_ResourceDatas.Values, outputPackagePath, m_OutputPackageFileSystems);
        }
        ......
}

3、创建文件系统后，遍历所有的打包资源，获取标记了FileSystem标签的项，加入文件系统：

private void CreateFileSystems(IEnumerable<ResourceData> resourceDatas, string outputPath, Dictionary<string, IFileSystem> outputFileSystem)
{
    outputFileSystem.Clear();
    string[] fileSystemNames = GetFileSystemNames(resourceDatas);
    if (fileSystemNames.Length > 0 && m_FileSystemManager == null)
    {
        m_FileSystemManager = GameFrameworkEntry.GetModule<IFileSystemManager>();
        m_FileSystemManager.SetFileSystemHelper(new FileSystemHelper());
    }

    foreach (string fileSystemName in fileSystemNames)
    {
        int fileCount = GetResourceIndexesFromFileSystem(resourceDatas, fileSystemName).Length;
        string fullPath = Utility.Path.GetRegularPath(Path.Combine(outputPath, Utility.Text.Format("{0}.{1}", fileSystemName, DefaultExtension)));
        IFileSystem fileSystem = m_FileSystemManager.CreateFileSystem(fullPath, FileSystemAccess.Write, fileCount, fileCount);
        outputFileSystem.Add(fileSystemName, fileSystem);
    }
}

4、写入文件系统，把每个经过加密处理的资源写入到指定的文件系统中：

public sealed partial class ResourceBuilderController
{
    private bool ProcessOutput(Platform platform, string outputPackagePath, string outputFullPath, string outputPackedPath, bool additionalCompressionSelected, string name, string variant, string fileSystem, ResourceData resourceData, byte[] bytes, int length, int hashCode, int compressedLength, int compressedHashCode)
    {
        string fullNameWithExtension = Utility.Text.Format("{0}.{1}", GetResourceFullName(name, variant), GetExtension(resourceData));

        if (OutputPackageSelected)
        {
            if (!string.IsNullOrEmpty(fileSystem))
            {
                if (!m_OutputPackageFileSystems[fileSystem].WriteFile(fullNameWithExtension, bytes))
                {
                    return false;
                }
            }
        }
	}
}

2-3-2、加载代码分析

1、使用ResourceManager加载资源：

internal class ResourceManager : GameFrameworkModule, IResourceManager
{
    /// 异步加载资源。
    public void LoadAsset(string assetName, Type assetType, int priority, LoadAssetCallbacks loadAssetCallbacks, object userData){
        m_ResourceLoader.LoadAsset(assetName, assetType, priority, loadAssetCallbacks, userData);
    }
}

2、使用Resource任务池加载，使用多个LoadResourceAgent代理，异步加载资源，每个资源加载都是一个LoadAssetTask，每个任务开始时都会分配一个LoadResourceAgent代理：

internal sealed class TaskPool<T> where T : TaskBase
{
    public void Update(float elapseSeconds, float realElapseSeconds)
    {
        ProcessRunningTasks(elapseSeconds, realElapseSeconds);
        ProcessWaitingTasks(elapseSeconds, realElapseSeconds);
    }
    //处理任务池等待列表
	private void ProcessWaitingTasks(float elapseSeconds, float realElapseSeconds)
    {
        LinkedListNode<T> current = m_WaitingTasks.First;
        while (current != null && FreeAgentCount > 0)
        {
            ITaskAgent<T> agent = m_FreeAgents.Pop();
            LinkedListNode<ITaskAgent<T>> agentNode = m_WorkingAgents.AddLast(agent);
            T task = current.Value;
            LinkedListNode<T> next = current.Next;
            //LoadResourceAgent代理开始读取资源
            StartTaskStatus status = agent.Start(task);
            current = next;
            ...
        }
    }
}

3、资源文件的读取，使用了资源加载代理辅助器，分别为LoadFromFile、LoadFromMemory两种不同的加载方式：

/// 默认加载资源代理辅助器。
public class DefaultLoadResourceAgentHelper : LoadResourceAgentHelperBase, IDisposable
{
    /// 通过加载资源代理辅助器开始异步读取资源文件。
    public override void ReadFile(string fullPath)
    {
        m_FileAssetBundleCreateRequest = AssetBundle.LoadFromFileAsync(fullPath);
    }

    /// 通过加载资源代理辅助器开始异步读取资源文件。
    public override void ReadFile(IFileSystem fileSystem, string name)
    {
        FileInfo fileInfo = fileSystem.GetFileInfo(name);
        m_FileAssetBundleCreateRequest = AssetBundle.LoadFromFileAsync(fileSystem.FullPath, 0u, (ulong)fileInfo.Offset);
    }

    /// 通过加载资源代理辅助器开始异步读取资源二进制流。
    public override void ReadBytes(string fullPath)
    {
        m_UnityWebRequest = UnityWebRequest.Get(Utility.Path.GetRemotePath(fullPath));
        m_UnityWebRequest.SendWebRequest();
    }

    /// 通过加载资源代理辅助器开始异步读取资源二进制流。
    public override void ReadBytes(IFileSystem fileSystem, string name)
    {
        byte[] bytes = fileSystem.ReadFile(name);
        m_LoadResourceAgentHelperReadBytesCompleteEventHandler(this, LoadResourceAgentHelperReadBytesCompleteEventArgs.Create(bytes));
    }
}

4、最后，通过LoadMain，从Bundle中读取资源，最后运行监听事件LoadComplete，加载全部完成：

/// 默认加载资源代理辅助器。
public class DefaultLoadResourceAgentHelper : LoadResourceAgentHelperBase, IDisposable
{
    /// 通过加载资源代理辅助器开始异步读取资源文件。
    public override void ReadFile(string fullPath)
    {
        m_FileAssetBundleCreateRequest = AssetBundle.LoadFromFileAsync(fullPath);
    }

    /// 通过加载资源代理辅助器开始异步读取资源文件。
    public override void ReadFile(IFileSystem fileSystem, string name)
    {
        FileInfo fileInfo = fileSystem.GetFileInfo(name);
        m_FileAssetBundleCreateRequest = AssetBundle.LoadFromFileAsync(fileSystem.FullPath, 0u, (ulong)fileInfo.Offset);
    }

    /// 通过加载资源代理辅助器开始异步读取资源二进制流。
    public override void ReadBytes(string fullPath)
    {
        m_UnityWebRequest = UnityWebRequest.Get(Utility.Path.GetRemotePath(fullPath));
        m_UnityWebRequest.SendWebRequest();
    }

    /// 通过加载资源代理辅助器开始异步读取资源二进制流。
    public override void ReadBytes(IFileSystem fileSystem, string name)
    {
        byte[] bytes = fileSystem.ReadFile(name);
        m_LoadResourceAgentHelperReadBytesCompleteEventHandler(this, LoadResourceAgentHelperReadBytesCompleteEventArgs.Create(bytes));
    }
}

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