Unity实现自己的协程系统(协程有顺序)

news2024/9/21 5:50:07

你的类可以在不继承Mono的脚本使用协程,但本质仍然需要借助其他Mono对象的Update来调度

        实现了一个有执行顺序的协程的调度器，用于在 Unity 中管理多个协程的执行。通过 ICoroutineNodeOrder 和 ICoroutineWaitCondition 两个接口，可以定义每个协程的执行状态、等待条件以及暂停/恢复操作。系统引入了一个 ICoroutineContext 接口，作为扩展点，使等待条件能够根据外部上下文动态判断是否满足条件。核心调度逻辑由 CoroutineSchedulerOrder 类负责，它管理协程队列，并在每帧更新时根据协程的等待条件决定是否推进协程的执行。

核心组件：

  1. ICoroutineNodeOrder 接口：

    • 定义了协程节点的基本结构，每个协程节点包括 Fiber（协程主体）、IsFinished（协程是否完成）、IsPaused（是否暂停）等状态。
    • CanContinue 方法允许节点基于传入的上下文判断是否可以继续执行。

  2. ICoroutineWaitCondition 接口：

    • 定义了等待条件的结构，IsConditionMet 方法用于判断条件是否满足，可以实现不同类型的等待条件（如等待时间、等待帧数、等待其他协程完成等）。

  3. CoroutineNodeOrder 类：

    • ICoroutineNodeOrder 接口的具体实现，管理单个协程的状态、等待条件以及执行逻辑。

  4. CoroutineSchedulerOrder 类：

    • 负责管理所有协程节点的调度，包括添加、暂停、移除协程。
    • 每帧通过 UpdateCoroutines 方法来推进队列中的协程。
    • 如果协程节点具有等待条件，则会检查条件是否满足；如果没有等待条件，则继续执行协程。

  5. 等待条件类：

    • WaitForFrameCondition：等待指定帧数后执行。
    • WaitForTimeCondition：等待指定时间后执行。
    • WaitForCoroutineCondition：等待另一个协程完成后执行。

工作流程：

  1. 协程通过 EnqueueCoroutine 方法被添加到调度器中，形成一个先进先出的队列。
  2. 在每一帧，UpdateCoroutines 方法会检查队列中的第一个协程是否满足条件执行（通过 CanContinue 方法判断），如果条件满足，协程会继续执行。
  3. 如果协程返回一个等待条件对象（ICoroutineWaitCondition），调度器会将该条件附加到协程节点，并在随后的帧中检查条件是否满足。
  4. 协程可以暂停、恢复，或者被标记为完成，并从队列中移除。
  5. 通过 RemoveCoroutine 或 RemoveAllCoroutines 方法，协程可以被主动移除。

拓展性：

  • 通过实现 ICoroutineWaitCondition，可以轻松添加新的等待条件，例如基于游戏事件或玩家输入的等待条件。
  • ICoroutineContext 是一个扩展点，未来可以通过增加上下文信息（如游戏状态、外部环境等）来增加条件的判断逻辑。

源码

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

// ICoroutineNodeOrder 接口：定义了一个协程节点的基础结构
public interface ICoroutineNodeOrder
{
    // 是否完成
    bool IsFinished { get; set; }

    // 是否暂停
    bool IsPaused { get; set; }

    // 枚举器，代表协程的主体
    IEnumerator Fiber { get; }

    /// <summary>
    /// 协程等待条件
    /// </summary>
    ICoroutineWaitCondition WaitCondition { get; }

    // 判断协程是否可以继续执行
    bool CanContinue(ICoroutineContext context);

    // 添加一个等待条件
    void AddWaitCondition(ICoroutineWaitCondition condition);

    // 暂停协程
    void Pause();

    // 恢复协程
    void Resume();
}

// ICoroutineWaitCondition 接口：定义等待条件的结构
public interface ICoroutineWaitCondition
{
    // 判断等待条件是否满足
    bool IsConditionMet(ICoroutineContext context);

    // 暂停等待条件
    void Pause();

    // 恢复等待条件
    void Resume();
}
/// <summary>
/// 这个接口预留,作为拓展使用
/// </summary>
public interface ICoroutineContext
{
    //添加内容例如
    //当前Unity运行的帧数,运行时间
}

// CoroutineNodeOrder 类：具体的协程节点实现
public class CoroutineNodeOrder : ICoroutineNodeOrder
{
    // 协程主体（Fiber）
    public IEnumerator Fiber { get; private set; }

    // 是否完成
    public bool IsFinished { get; set; }

    // 是否暂停
    public bool IsPaused { get; set; }

    // 当前节点的等待条件
    private ICoroutineWaitCondition waitCondition = null;

    public ICoroutineWaitCondition WaitCondition => waitCondition;

    // 构造函数，传入一个协程（Fiber）
    public CoroutineNodeOrder(IEnumerator fiber)
    {
        Fiber = fiber;
        IsFinished = false;
        IsPaused = false;
    }

    // 添加等待条件
    public void AddWaitCondition(ICoroutineWaitCondition condition) => waitCondition = condition;

    // 检查等待条件是否满足，决定协程是否可以继续执行
    public bool CanContinue(ICoroutineContext context) => waitCondition.IsConditionMet(context);

    // 暂停等待条件
    public void Pause() => waitCondition.Pause();

    // 恢复等待条件   
    public void Resume() => waitCondition.Resume();
}

// CoroutineScheduler 类：调度器，管理协程的生命周期和调度
public class CoroutineSchedulerOrder
{
    // 用于存储所有协程的队列
    private Queue<ICoroutineNodeOrder> coroutineQueue = new Queue<ICoroutineNodeOrder>();
    private ICoroutineNodeOrder frozenCoroutineNodeOrder = null;

    // 向调度器中添加协程
    public ICoroutineNodeOrder EnqueueCoroutine(IEnumerator fiber)
    {
        if (fiber == null)
        {
            return null;
        }

        ICoroutineNodeOrder coroutine = new CoroutineNodeOrder(fiber); // 创建协程节点
        coroutineQueue.Enqueue(coroutine); // 将节点加入队列
        return coroutine;
    }

    // 停止一个特定的协程,这将阻塞后续的协程
    public ICoroutineNodeOrder PauseCoroutine(ICoroutineNodeOrder coroutine)
    {
        coroutine.IsPaused = true;
        return coroutine;
    }

    /// <summary>
    /// 移除一个协程,视为该协程完成了
    /// </summary>
    /// <param name="coroutine"></param>
    /// <returns></returns>
    public ICoroutineNodeOrder RemoveCoroutine(ICoroutineNodeOrder coroutine)
    {
        coroutine.IsFinished = true;
        var coroutineList = coroutineQueue.ToList();
        coroutineList.Remove(coroutine);
        coroutineQueue = new Queue<ICoroutineNodeOrder>(coroutineList);
        return coroutine;
    }
    // 移除所有协程
    public void RemoveAllCoroutines() => coroutineQueue.Clear();

    // 更新协程状态，在每帧调用
    public void UpdateCoroutines(ICoroutineContext context=null)
    {
        int queueSize = coroutineQueue.Count;
        if (queueSize == 0) return;

        ICoroutineNodeOrder coroutine = coroutineQueue.Peek(); // 获取队首协程

        // 如果协程已完成，从队列中移除
        if (coroutine.IsFinished)
        {
            coroutineQueue.Dequeue();
            return;
        }

        // 如果协程暂停，执行暂停操作，并跳过本帧处理
        if (coroutine.IsPaused)
        {
            if (frozenCoroutineNodeOrder != null) return;
            if (coroutine.WaitCondition != null)
            {
                coroutine.Pause();
                frozenCoroutineNodeOrder = coroutine; // 记录冻结的协程                
            }
            return;
        }
        else if (frozenCoroutineNodeOrder != null && frozenCoroutineNodeOrder == coroutine)
        {
            coroutine.Resume(); // 如果之前被冻结，现在恢复协程
            frozenCoroutineNodeOrder = null;
        }

        if (coroutine.WaitCondition == null)
        {
            //什么也不用做,走到MoveNextCoroutine进行初始化
        }
        else if (!coroutine.CanContinue(context)) return; // 检查协程是否满足继续执行的条件

        MoveNextCoroutine(coroutine);


    }
    private void MoveNextCoroutine(ICoroutineNodeOrder coroutine)
    {
        // 如果协程可以继续执行，调用 MoveNext() 继续执行协程
        if (coroutine.Fiber.MoveNext())
        {
            System.Object yieldCommand = coroutine.Fiber.Current; // 获取当前协程的返回值
            var coroutineWaitCondition = yieldCommand as ICoroutineWaitCondition;

            // 如果返回的是等待条件，添加等待条件到协程节点
            if (coroutineWaitCondition != null)
                coroutine.AddWaitCondition(coroutineWaitCondition);
            else
                throw new System.Exception("yield return type error");
        }
        else
        {
            coroutine.IsFinished = true; // 标记协程已完成
            coroutineQueue.Dequeue(); // 将完成的协程移出队列
        }
    }
}
//结构体实现节约性能

public struct CoroutineContext : ICoroutineContext
{
    //添加字段作为拓展
}


#region 等待条件
// 等待帧的条件类
public class WaitForFrameCondition : ICoroutineWaitCondition
{
    private int waitFrame; // 目标帧数

    public WaitForFrameCondition(int frame)
    {
        if (frame <= 0)
        {
            throw new ArgumentException("Frame must be greater than 0.", nameof(frame));
        }
        waitFrame = frame;
    }

    // 检查是否达到目标帧数
    bool ICoroutineWaitCondition.IsConditionMet(ICoroutineContext context)
    {
        waitFrame--;
        return waitFrame < 0;
    }

    // 无需实现
    void ICoroutineWaitCondition.Pause() { }

    // 无需实现
    void ICoroutineWaitCondition.Resume() { }
}

// 等待时间的条件类
public class WaitForTimeCondition : ICoroutineWaitCondition
{
    private float waitTime; // 等待时间

    public WaitForTimeCondition(float time)
    {
        waitTime = time;
    }

    // 检查是否达到目标时间
    bool ICoroutineWaitCondition.IsConditionMet(ICoroutineContext context)
    {
        waitTime -= Time.deltaTime;
        return waitTime < 0;
    }

    // 无需实现
    void ICoroutineWaitCondition.Pause() { }

    // 无需实现
    void ICoroutineWaitCondition.Resume() { }

}

// 等待其他协程完成的条件类
public class WaitForCoroutineCondition : ICoroutineWaitCondition
{
    private ICoroutineNodeOrder coroutine; // 被依赖的协程节点

    public WaitForCoroutineCondition(ICoroutineNodeOrder coroutine)
    {
        this.coroutine = coroutine;
    }

    // 检查依赖的协程是否已经完成
    bool ICoroutineWaitCondition.IsConditionMet(ICoroutineContext context) => coroutine.IsFinished;

    // 暂停依赖的协程
    void ICoroutineWaitCondition.Pause() => this.coroutine.Pause();

    // 恢复依赖的协程
    void ICoroutineWaitCondition.Resume() => this.coroutine.Resume();
}


#endregion

示例

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class CoroutineSchedulerOrderTest : MonoBehaviour
{
    CoroutineSchedulerOrder coroutineSchedulerOrder = new CoroutineSchedulerOrder();
    private void Start()
    {
        coroutineSchedulerOrder.EnqueueCoroutine(TestFrame());
        var t = coroutineSchedulerOrder.EnqueueCoroutine(TestTime());
       coroutineSchedulerOrder.EnqueueCoroutine(TestCoroutine(t));
        
    }
    private void Update()
    {
        coroutineSchedulerOrder.UpdateCoroutines();//这里默认传了空,但也可以传结构体
    }

    IEnumerator TestFrame()
    {       
        yield return new WaitForFrameCondition(1);
        Debug.Log("等待一帧");
    }
    IEnumerator TestTime()
    {
        
        yield return new WaitForTimeCondition(2);
        Debug.Log("等待两秒");
    }
    IEnumerator TestCoroutine(ICoroutineNodeOrder c)
    {      
        yield return new WaitForCoroutineCondition(c);
        Debug.Log("等待一个协程完成,这里我等待的协程是等待两秒的协程");
    }
}

示例结果

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