Unity基础学习（七）Mono中的重要内容（3）协同程序的本质

       

目录

一、协程的本质

二、协程本体是迭代器方法的体现

工作原理

访问规则

三、手动实现一个协程调度器

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        前面我们学习了协程的基本使用方法，你可否有想过他底层的工作原理是什么样的呢？

一、协程的本质

        前面我们实际上已经说了，协同的作用就是将程序分时分步执行。允许将一个任务拆分成多个步骤，在不同帧或特定条件下执行。其本质分为两部分：

（1）协程函数本体
        协程函数是一个用 IEnumerator 定义的迭代器方法，内部通过 yield return 语句分阶段暂停执行。
（2）协程调度器
        Unity 内部实现了协程调度器，负责在合适的时机（如帧更新、等待时间结束等）恢复协程的执行。调度器会根据 yield return 返回的对象决定何时继续执行协程。

其特点是：

非抢占式：协程主动通过 yield 暂停，而不是被系统中断。

单线程：协程在 Unity 主线程运行，无需处理多线程同步问题。

生命周期：与 MonoBehaviour 绑定，对象销毁时协程自动终止。

二、协程本体是迭代器方法的体现

        本标题又该如何理解呢？由于协程本体是定义的迭代器方法，也就是说，他是满足迭代器的语法规则的，而我们实际上yield return 其实是一个语法糖而已，C# 编译器会将迭代器方法编译为一个状态机，每个 yield return 对应一个状态。而它具体是如何工作的呢，主要的关键在IEnumerator接口：包含 MoveNext() 和 Current 属性，用于控制执行流程。

图IEnumerator接口显示

        我们先来仔细看看MoveNext()和Current属性是干什么的：

（1）MoveNext，看名字我们就不难猜出，这个函数的作用是推动程序的分步进行，主要作用就是将迭代器的执行点移动到下一个 yield return 的位置。具有bool类型的返回值：

返回值：返回 bool 类型，表示是否还有后续步骤：

true：迭代尚未结束，存在下一个步骤。
false：迭代已结束，后续调用无效。

工作原理

1. 首次调用 MoveNext()：执行从方法开头到第一个 yield return 之间的代码。

2. 后续调用：从上一次 yield return 之后继续执行，直到下一个 yield return 或方法结束。

3. 结束时：最后一次 MoveNext() 返回 false，且 Current 会被重置为 null。

例如：

IEnumerator NumberGenerator()
{Debug.Log("Start");yield return 1;     // 第一次 MoveNext() 执行到这里Debug.Log("Step 1");yield return 2;     // 第二次 MoveNext() 执行到这里Debug.Log("End");
}void Test()
{IEnumerator iterator = NumberGenerator();iterator.MoveNext();  // 输出 "Start"，Current = 1iterator.MoveNext();  // 输出 "Step 1"，Current = 2iterator.MoveNext();  // 输出 "End"，返回 false，Current = null
}

（2）Current，获取最近一次yield return返回的对象，只能在 MoveNext() 返回 true 后访问有效值。

访问规则

1. 在首次调用 MoveNext() 前访问 Current，会得到 null 或未定义值。

2. 最后一次 MoveNext() 返回 false 后，Current 会被重置为 null。

例如：

IEnumerator DataFlow()
{yield return "A";yield return new WaitForSeconds(1);yield return 100;
}void Test()
{IEnumerator ie = DataFlow();while (ie.MoveNext()){Debug.Log(ie.Current); // 输出顺序：// "A" → WaitForSeconds(1) → 100}
}

Unity 协程调度器的伪代码逻辑

// Unity 内部简化逻辑
class CoroutineScheduler 
{List<IEnumerator> activeCoroutines = new List<IEnumerator>();void Update() {foreach (var coroutine in activeCoroutines){if (coroutine.MoveNext()) {object yieldObj = coroutine.Current;// 根据 yieldObj 类型决定何时再次执行：// - null → 下一帧继续// - WaitForSeconds → 计时结束后继续// - WaitForFixedUpdate → 物理帧后继续}else {// 移除已完成的协程}}}
}

小结：

特性	MoveNext()	Current
类型	方法（返回 bool）	属性（返回 object）
主要作用	推进迭代器到下一个 yield 位置	获取当前 yield return 返回的对象
调用时机	必须主动调用以推进迭代器	仅在 MoveNext() 返回 true 后有效
典型返回值	true（未结束）/false（已结束）	yield return 后的对象或 null
Unity 中的角色	由协程调度器自动调用	用于判断协程暂停条件（如等待时间）

        你可以简化理解迭代器函数
        C#看到的迭代器函数yield return 语法糖，就会把原本是一个的函数 变成几部分，我们就可以通过迭代器 从上到下 遍历这几部分进行执行，就达到了将一个函数中的逻辑分时执行的目的

        而协程调度器就是 利用迭代器函数返回的内容来进行之后的处理
比如 unity中的协程调度器，根据yield return 返回的内容 决定了下一次在何时继续执行迭代器函数中的下一部分

        理论上来说 我们可以自己利用迭代器的特点 自己实现协程调度器来取代unity自带的调度器

三、手动实现一个协程调度器

        首先，有一个对象，这个对象需要具备两个内容，一个是记录下次需要执行的迭代器接口，一个是记录下次执行点条件（这里我们以时间作为条件示例）

public class YieldReturnTime
{//记录 下次还要执行的 迭代器接口public IEnumerator ie;//记录 下次执行的时间点public float time;
}

然后用一个函数记录所有的迭代器接口，方便后续分步执行：

    public void MyStartCoroutine(IEnumerator ie){//来进行 分步走 分时间执行的逻辑//传入一个 迭代器函数返回的结构 那么应该一来就执行它//一来就先执行第一步 执行完了 如果返现 返回的true 证明 后面还有步骤if(ie.MoveNext()){//判断 如果yield return返回的是 数字 是一个int类型 那就证明 是需要等待n秒继续执行if(ie.Current is int){//按思路 应该把 这个迭代器函数 和它下一次执行的时间点 记录下来//然后不停检测 时间 是否到达了 下一次执行的 时间点 然后就继续执行它YieldReturnTime y = new YieldReturnTime();//记录迭代器接口y.ie = ie;//记录时间y.time = Time.time + (int)ie.Current;//把记录的信息 记录到数据容器当中 因为可能有多个协程函数 开启 所以 用一个 list来存储list.Add(y);}}}

记录完所有的可执行接口后，然后根据我们自定义的规则，进行调度

    void Update(){//为了避免在循环的时候 从列表里面移除内容 我们可以倒着遍历for (int i = list.Count - 1; i >= 0; i--){//判断 当前该迭代器函数 是否到了下一次要执行的时间//如果到了 就需要执行下一步了if( list[i].time <= Time.time  ){if(list[i].ie.MoveNext()){//如果是true 那还需要对该迭代器函数 进行处理//如果是 int类型 证明是按秒等待if(list[i].ie.Current is int){list[i].time = Time.time + (int)list[i].ie.Current;}else{//该list 只是存储 处理时间相关 等待逻辑的 迭代器函数的 //如果是别的类型 就不应该 存在这个list中 应该根据类型把它放入别的容器中list.RemoveAt(i);}}else{//后面已经没有可以等待和执行的了 证明已经执行完毕了逻辑list.RemoveAt(i);}}}}

附完整代码：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;public class YieldReturnTime
{//记录 下次还要执行的 迭代器接口public IEnumerator ie;//记录 下次执行的时间点public float time;
}public class CoroutineMgr : MonoBehaviour
{/*实现单例*/private static CoroutineMgr instance;public static CoroutineMgr Instance => instance;//申明存储 迭代器函数对象的 容器 用于 一会继续执行private List<YieldReturnTime> list = new List<YieldReturnTime>();// Start is called before the first frame updatevoid Awake(){instance = this;}public void MyStartCoroutine(IEnumerator ie){//来进行 分步走 分时间执行的逻辑//传入一个 迭代器函数返回的结构 那么应该一来就执行它//一来就先执行第一步 执行完了 如果返现 返回的true 证明 后面还有步骤if(ie.MoveNext()){//判断 如果yield return返回的是 数字 是一个int类型 那就证明 是需要等待n秒继续执行if(ie.Current is int){//按思路 应该把 这个迭代器函数 和它下一次执行的时间点 记录下来//然后不停检测 时间 是否到达了 下一次执行的 时间点 然后就继续执行它YieldReturnTime y = new YieldReturnTime();//记录迭代器接口y.ie = ie;//记录时间y.time = Time.time + (int)ie.Current;//把记录的信息 记录到数据容器当中 因为可能有多个协程函数 开启 所以 用一个 list来存储list.Add(y);}}}// Update is called once per framevoid Update(){//为了避免在循环的时候 从列表里面移除内容 我们可以倒着遍历for (int i = list.Count - 1; i >= 0; i--){//判断 当前该迭代器函数 是否到了下一次要执行的时间//如果到了 就需要执行下一步了if( list[i].time <= Time.time  ){if(list[i].ie.MoveNext()){//如果是true 那还需要对该迭代器函数 进行处理//如果是 int类型 证明是按秒等待if(list[i].ie.Current is int){list[i].time = Time.time + (int)list[i].ie.Current;}else{//该list 只是存储 处理时间相关 等待逻辑的 迭代器函数的 //如果是别的类型 就不应该 存在这个list中 应该根据类型把它放入别的容器中list.RemoveAt(i);}}else{//后面已经没有可以等待和执行的了 证明已经执行完毕了逻辑list.RemoveAt(i);}}}}
}