Unity AssetsBundle 详解

文章目录

  • 1.AssetBundle 概念
  • 2.AssetBundle 优势
  • 3.AssetBundle 特性
  • 4.AssetBundle 使用流程
    • 4.1 分组
    • 4.2 打包
    • 4.3 加载包
    • 4.4 加载资源
    • 4.5 卸载资源
  • 5.AssetBundleManifest
  • 6.AssetBundle的内存占用
  • 7.AB包资源加密

1.AssetBundle 概念

AssetBundle又称AB包，是Unity提供的一种用于存储资源的资源压缩包。

Unity中的AssetBundle系统是对资源管理的一种扩展，通过将资源分布在不同的AB包中可以最大程度地减少运行时的内存压力，可以动态地加载和卸载AB包，继而有选择地加载内容。

2.AssetBundle 优势

  1. AB包存储位置自定义，继而可放入可读可写的路径下便于实现热更新
  2. AB包自定义压缩方式，可以选择不压缩或选择LZMA和LZ4等压缩方式，减小包的大小，更快的进行网络传输。
  3. 资源可分布在不同的AB包中，最大程度减少运行时的内存压力， 可做到即用即加载，有选择的加载需要的内容。
  4. AB包支持后期进行动态更新，显著减小初始安装包的大小，非核心资源以AB包形式上传服务器，后期运行时动态加载，提高用户体验。

AssetBundle和Resources的比较

AssetBundleResources
资源可分布在多个包中所有资源打包成一个大包
存储位置自定义灵活必须存放在Resources目录下
压缩方式灵活(LZMA,LZ4)资源全部会压缩成二进制
支持后期进行动态更新打包后资源只读无法动态更改

3.AssetBundle 特性

  1. AB包可以存储绝大部分Unity资源但无法直接存储C#脚本，所以代码的热更新需要使用Lua或者存储编译后的DLL文件。
  2. AB包不能重复进行加载，当AB包已经加载进内存后必须卸载后才能重新加载。
  3. 多个资源分布在不同的AB包可能会出现一个预制体的贴图等部分资源不在同一个包下，直接加载会出现部分资源丢失的情况，即AB包之间是存在依赖关系的，在加载当前AB包时需要一并加载其所依赖的包。
  4. 打包完成后，会自动生成一个主包(主包名称随平台不同而不同)，主包的manifest下会存储有版本号、校验码(CRC)、所有其它包的相关信息（名称、依赖关系）

4.AssetBundle 使用流程

AssetBundle的使用流程比较繁琐，大致上分为五个阶段：分组、打包、加载包、加载资源、卸载包

4.1 分组

在这里插入图片描述
分组策略：

  1. 按逻辑实体分组
    • 一个UI界面或者所有UI界面一个包（这个界面里面的贴图和布局信息一个包）
    • 一个角色或者所有角色一个包（这个角色里面的模型和动画一个包）
    • 所有的场景所共享的部分一个包（包括贴图和模型）
      2.按照类型分组
      所有声音资源打成一个包，shader打成一个包，模型打成一个包，材质打成一个包
      3.按照使用分组
      把在某一时间内使用的所有资源打成一个包。可以按照关卡分，一个关卡所需要的所有资源包括角色、贴图、声音等打成一个包。也可以按照场景分，一个场景所需要的资源一个包
  • 注意事项：
  1. 经常更新的资源放在一个单独的包里面，跟不经常更新的包分离
  2. 把需要同时加载的资源放在一个包里面
  3. 可以把其他包共享的资源放在一个单独的包里面
  4. 把一些需要同时加载的小资源打包成一个包
  5. 如果对于一个同一个资源有两个版本，可以考虑通过后缀来区分，例如v1、v2、v3

4.2 打包

1、代码打包

Using Unity.Editor;

[MenuItem("Assets/Build AssetBundles")]
static void BuildAllAssetBundles()
{
   string assetBundleDirectory = "Assets/AssetBundles";
   if (!Directory.Exists(assetBundleDirectory))
   {
      Directory.CreateDirectory(assetBundleDirectory);
   }
   //BuildTarget -- 打包平台，打包的资源只能在该平台下使用
   BuildPipeline.BuildAssetBundles(assetBundleDirectory,
                                        BuildAssetBundleOptions.None,
                                        BuildTarget.StandaloneWindows);
}

  此脚本将在 Assets 菜单底部创建一个名为 Build AssetBundles 的菜单项，该菜单项将执行与该标签关联的函数中的代码。单击 Build AssetBundles 时，将随构建对话框一起显示一个进度条。此过程将会获取带有 AssetBundle 名称标签的所有资源，并将它们放在 assetBundleDirectory 定义的路径中的文件夹中。
BuildAssetBundleOptions:

  • None： 默认构建AssetBundle的方式。使用LZMA算法压缩，此算法压缩包小，但是加载时间长，而且使用之前必须要整体解压。解压以后，这个包又会使用LZ4算法重新压缩，这样这种包就不要对其整体解压了。（也就是第一次解压很慢，之后就变快了。
  • UncompressedAssetBundle： 不压缩数据，包大，但是加载很快。
  • ChunkBaseCompression： 使用LZ4算法压缩，压缩率没有LZMA高，但是加载资源不必整体解压。这种方法中规中矩，比较常用。
  • 其它的参数请自行百度

2、AssetBundleBrowse 工具打包
AssetBundleBrowser插件的获取
Unity 2019版本可以直接在Windows —> PackageManager里面找到此插件并直接安装
或在https://github.com/Unity-Technologies/AssetBundles-Browser下载
在这里插入图片描述
2、AssetBundleBrowser面板的使用
通过 Windows --> AssetBundle Browser下打开AB包管理面板 一共有三个面板
Configure面板
查看当前AB包及其内部资源的基本情况（大小，资源，依赖情况等）
在这里插入图片描述
Build面板
负责AssetBundle打包的相关设置 按Build即可进行打包
在这里插入图片描述
三种压缩方式：

  • NoCompression:不压缩，解压快，包较大，不建议使用。
  • LZMA: 压缩最小，解压慢，用一个资源要解压包下所有资源。
  • LZ4: 压缩稍大，解压快，用什么解压什么，内存占用低，更建议使用。
    一般需要进行更改的设置即为图中勾选的相关选项设置。

Inspect面板
主要用来查看已经打包后的AB包文件的一些详细情况（大小，资源路径等）
在这里插入图片描述
打包后的 manifest 文件
打包完成后，会自动生成一个主包(主包名称随平台不同而不同)，主包的manifest下会存储有版本号、校验码(CRC)、所有其它包的相关信息（名称、依赖关系）在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4.3 加载包

// 从文件中加载
AssetBundle.LoadFromFile(abPath);
AssetBundle.LoadFromFileAsync();
// 从内存中加载
AssetBundle.LoadFromMemory();
// 从网络下载
UnityWebRequestAssetBundle.GetAssetBundle();

① AssetBundle.LoadFromFile(Async)

最常用也是最推荐使用的方法。
这个方法可以高性能的加载没有压缩或者通过LZ4方法压缩的AssetBundle。
使用这个方法的时候，大部分平台只加载AssetBundle的包头，剩下的数据仍然在硬盘上。AssetBundles的对象会按需要进行加载，或者被间接引用到的时候加载。在这个情境下不会有额外的内存被消耗。

② AssetBundle.LoadFromMemory(Async)

不建议使用的API。常用于通过加密过的ab资源的加载。
如果你通过下载或者其他方法已经把Assetbundle的字节保存到了内存中的一个数组中，就能通过此函数进行加载。
使用这个方法的时候，底层会把内存中已经加载好的assetbundle数组byte[]拷贝到一个新分配的、相邻的地址上，如果使用了LZMA压缩方法，拷贝的时候还会顺便解压。造成的问题是内存使用的峰值至少是assetbundle的两倍。

③ UnityWebRequestAssetBundle.GetAssetBundle()

从远端服务器加载ab资源时推荐的方法。
UnityWebRequest类允许开发者定义unity应该怎么处理下载的数据，避免不必要的内存消耗。
使用DownloadHandlerAssetBundle 类可以对下载进行配置，使用一个worker线程流式下载数据，并存放在一个可变大小的buffer，或者某个临时的存储空间中。DownloadHandler 不会复制已下载的bytes。
对于LZMA压缩的Assetbundles，下载的时候会顺便解压，存放的时候通过LZ4再次压缩，可以通过Caching.CompressionEnabled 设置。
下载完成后，可以通过DownloadHandler的属性对assetbundle进行访问，这个行为类似于AssetBundle.LoadFromFile。

 UnityWebRequest request = UnityWebRequestAssetBundle.GetAssetBundle(assetBundlePath, 0);
 var opt = request.SendWebRequest();
 opt.completed += (_) =>
 {
     AssetBundle = DownloadHandlerAssetBundle.GetContent(request);
 };

④ WWW.LoadFromCacheOrDownload
旧版API，因为性能问题已被废弃，建议使用UnityWebRequest。

4.4 加载资源

// 泛型加载
T obj = ab.LoadAsset<T>(ResourceName); 
// 参数指明资源类型 防止重名
Object obj = ab.LoadAsset(ResourceName, Type); 

// 异步加载，加载较大资源的时候使用
AssetBundle.LoadAssetAsync<GameObject>(assetName)  
// 参数指明资源类型 防止重名
Object obj = ab.LoadAssetAsync(resName,Type); 

// 加载AB包中所有的对象，不包含依赖的包
AssetBundle.LoadAllAssets();
// 异步加载全部资源
AssetBundle.LoadAllAssetsAsync();
// 加载资源及其子资源
AssetBundle.LoadAssetWithSubAssets();

示例：

// 加载AB包
AssetBundle loadedAssetBundle = AssetBundle.LoadFromFile(path);

//加载单个游戏对象：
GameObject gameObject = loadedAssetBundle.LoadAsset<GameObject>(assetName);
//加载所有资源：
Unity.Object[] objectArray = loadedAssetBundle.LoadAllAssets();
//异步加载资源：
AssetBundleRequest request = loadedAssetBundleObject.LoadAssetAsync<GameObject>(assetName);
yield return request;
var loadedAsset = request.asset;
//异步加载所有资源:
AssetBundleRequest request = loadedAssetBundle.LoadAllAssetsAsync();
yield return request;
var loadedAssets = request.allAssets;

4.5 卸载资源

为什么要卸载AssetBundle？

每次加载AB包都会有内存的占用，如果一直不卸载，随着游戏的运行不停加载使用到的新AB包，内存占用会越来越大。
哪些AssetBundle可以卸载？
当前运行时没有使用到的Assetbundle可以卸载。没有使用到的Assetbundle指的是内部的资源当前未被引用。
想要卸载AssetBundle，首先需要了解它在内存中的占用组成。AssetBundle的内存占用查看 5.AssetBundle的内存占用

// 会把 Bundle 卸载，但是已经从 Bundle 里加载出来的 资源 是不会被卸载的。
ab.Unload(false)

// 不但会卸载 Bundle，也会卸载已经从 Bundle 里加载出来的 所有资源，哪怕这些 资源 还被引用着。
ab.Unload(true)

常用的卸载策略

需要通过引用计数管理ab包。
推荐的卸载方式：
加载ab包中资源时，引用计数+1，释放已加载的资源时，引用计数-1；
当引用计数为0时，调用AssetBundle.Unload(true) 彻底卸载ab包资源和从ab包中加载出来的资源；

5.AssetBundleManifest

AssetBundleManifest 文件内容：
主包的manifest下会存储有版本号、校验码(CRC)、所有其它包的相关信息（名称、依赖关系）
在这里插入图片描述
获取AssetBundleManifest：

// 编辑器下:
AssetBundleManifest manifest = BuildPipeline.BuildAssetBundles(outputPath, options, buildTarget);

// 正式环境下：
AssetBundle ab = AssetBundle.LoadFromFile(abPath);
AssetBundleManifest assetBundleManifest = ab.LoadAsset<AssetBundleManifest>("AssetBundleManifest");

AssetBundleManifest API：

方法说明
string[] GetAllAssetBundles ()获取清单中的所有 AssetBundle。
string[] GetAllDependencies (string assetBundleName)获取给定 AssetBundle 的所有依赖 AssetBundle。
Hash128 GetAssetBundleHash (string assetBundleName)获取给定 AssetBundle 的哈希值。
string[] GetDirectDependencies (string assetBundleName)获取给定 AssetBundle 的直接依赖 AssetBundle。
string[] GetAllAssetBundlesWithVariant ()返回所有使用给定扩展名的assetbundlenames

6.AssetBundle的内存占用

在这里插入图片描述
黑色部分：www类本身占用内存，通过www接口加载AssetBundle才会有这部分内存，www对象保留了一份对WebStream数据（粉色部分）的引用。使用www =null 或者 www.dispose()释放。
其中www.dispose()会立即释放，而www = null会等待垃圾回收。释放www后WebStream的引用计数会相应减一。

橙色部分：官方称为WebStream数据，是数据真正的存储区域。当AssetBundle被加载进来后，这部分内存就被分配了。
它包含3个内容：压缩后的AssetBundle本身、解压后的资源以及一个解压缓冲区（图绿）。无论www（黑色部分）还是后面会提到的AssetBundle对象（粉色部分），都只是有一个结构指向了WebStream数据，从而能对外部提供操作真正资源数据的方法。而当www对象和AssetBundle对象释放时，WebStream数据的引用计数也会相应减1。当WebStream数据引用计数为0时，系统会自动释放。
但为了不频繁地开辟和销毁解压Buffer，其中绿色Decompression解压缓冲区Unity会至少保留一份。例如同时加载3个AssetBundle时，系统会生成3个Decompression Buffer，当解压完成后，系统会销毁两个。

粉色部分：AssetBundle对象，引用了橙色WebStream数据部分，并提供了从WebStream数据中加载资源的接口。通过AssetBundle.Unload(bool unloadAllLoadedObjects)释放。
如果调用AssetBundle.Unload(false)，将释放AssetBundle对象本身，其对WebStream引用也将减少，从而可能引起WebStream释放，我们也就无法再通过接口或依赖关系从该AssetBundle加载资源。但已加载的资源还可以正常使用。
如果调用的是AssetBundle.Unload(true)，不仅会释放WebStream部分，所有被加载出来的资源将被释放。

无论true或false，AssetBundle.Unload()都将销毁AssetBundle，销毁后调用该AssetBundle对象的任何方法都不会生效或产生报错，也就是说这个接口只能被调用一次，不能先调用unload(false)再调用unload(true)。

7.AB包资源加密

能被AssetStudio等解密软件解密到的资源

  • Resources文件夹下的资源文件
  • 被场景直接引用的资源文件
  • StreamingAssets下的资源文件（包含未加密的ab资源）

加密思路：

  1. 在构建完AB包后，可以将AB包中的内容以byte[]形式读取。
  2. 之后选用任意加密方式对该byte[]加密。
  3. 加密完后重新写入AB包中。
  4. AB包加密完成。

这样对AB包加密之后，如果使用AssetBundle.LoadFromFile()来加载加密的AB包是会报错的，因为Unity已经无法识别加密过后的内容了，这样也就防止了别人随意对AB包进行的读取和加载，保证了资源的安全性。

解密思路：

  1. 先以byte[]形式读取AB包中的内容。
  2. 之后使用对应的解密算法对该byte[]进行解密。
  3. 解密过后的byte[]通过AssetBundle.LoadFromMemory()来进行加载。
  4. AB包加载完成。
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using UnityEngine;

/// <summary>
/// AB资源加解密
/// </summary>
public static class AssetBundleEncryption
{
    #region 基于偏移量加密
    private const int OffsetSize = 32; // 插入的字节数

    // 加密AssetBundle
    public static void EncryptAssetBundle(string inputPath, string outputPath)
    {
        byte[] originalBytes = File.ReadAllBytes(inputPath);
        byte[] offsetBytes = new byte[OffsetSize];

        // 随机生成插入的二进制数据（或使用特定标记）
        System.Random random = new System.Random();
        random.NextBytes(offsetBytes);

        byte[] encryptedBytes = new byte[originalBytes.Length + OffsetSize];
        System.Buffer.BlockCopy(offsetBytes, 0, encryptedBytes, 0, OffsetSize);
        System.Buffer.BlockCopy(originalBytes, 0, encryptedBytes, OffsetSize, originalBytes.Length);

        File.WriteAllBytes(outputPath, encryptedBytes);
        Debug.Log("加密完成: " + outputPath);
    }

    // 解密AssetBundle
    public static AssetBundle DecryptAssetBundle(string encryptedPath)
    {
        return AssetBundle.LoadFromFile(encryptedPath, 0, OffsetSize);
    }
    #endregion

    #region 基于AES加密
    private static readonly byte[] Key = new byte[32]; // 256位密钥
    private static readonly byte[] IV = new byte[16];  // 128位初始化向量

    static void AssetBundleAesEncryption()
    {
        // 生成随机密钥和初始化向量
        using (var rng = new RNGCryptoServiceProvider())
        {
            rng.GetBytes(Key);
            rng.GetBytes(IV);
        }
    }

    // 使用AES加密AssetBundle
    public static void AESEncryptAssetBundle(string inputPath, string outputPath)
    {
        byte[] originalBytes = File.ReadAllBytes(inputPath);
        byte[] encryptedBytes;

        using (Aes aes = Aes.Create())
        {
            aes.Key = Key;
            aes.IV = IV;

            ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);

            using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
            {
                using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
                {
                    cs.Write(originalBytes, 0, originalBytes.Length);
                }
                encryptedBytes = ms.ToArray();
            }
        }

        using (FileStream fs = new FileStream(outputPath, FileMode.Create, FileAccess.Write))
        {
            fs.Write(encryptedBytes, 0, encryptedBytes.Length);
        }

        Debug.Log("AES加密完成: " + outputPath);
    }

    // 解密并加载AES加密的AssetBundle
    public static AssetBundle AesEncryptedAssetBundle(string encryptedPath)
    {
        byte[] encryptedBytes = File.ReadAllBytes(encryptedPath);
        byte[] decryptedBytes;

        using (Aes aes = Aes.Create())
        {
            aes.Key = Key;
            aes.IV = IV;

            ICryptoTransform decryptor = aes.CreateDecryptor(aes.Key, aes.IV);

            using (MemoryStream ms = new MemoryStream(encryptedBytes))
            {
                using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, decryptor, CryptoStreamMode.Read))
                {
                    using (MemoryStream decryptedStream = new MemoryStream())
                    {
                        cs.CopyTo(decryptedStream);
                        decryptedBytes = decryptedStream.ToArray();
                    }
                }
            }
        }

        string tempFilePath = Path.GetTempFileName();
        File.WriteAllBytes(tempFilePath, decryptedBytes);

        AssetBundle bundle = AssetBundle.LoadFromFile(tempFilePath);
        File.Delete(tempFilePath);

        // AssetBundle bundle = AssetBundle.LoadFromMemory(decryptedBytes);
        Debug.Log("AES解密并加载完成: " + encryptedPath);
        return bundle;
    }
    #endregion
}

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