协程与异步编程

13.1 协程（Coroutine）基础

协程是一种在多个帧之间分散执行逻辑的方法，适合处理延时操作和分步执行。

启动协程

void Start()
{
    // 启动协程
    StartCoroutine(MyCoroutine());
    // 或通过字符串调用（不推荐，无编译检查）
    StartCoroutine("MyCoroutine");
}

IEnumerator MyCoroutine()
{
    Debug.Log("协程开始");
    yield return null;  // 等待一帧
    Debug.Log("一帧之后");
}

yield 指令

指令	等待条件
yield return null	等待下一帧
yield return new WaitForSeconds(1f)	等待指定秒数
yield return new WaitForSecondsRealtime(1f)	等待实时秒数（不受 Time.timeScale 影响）
yield return new WaitUntil(() => condition)	直到条件为 true
yield return new WaitWhile(() => condition)	直到条件为 false
yield return new WaitForEndOfFrame()	等待帧结束
yield return StartCoroutine(Other())	等待另一个协程完成
yield break	立即退出协程

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13.2 协程实战

延时执行

IEnumerator DelayedAction(float delay, System.Action action)
{
    yield return new WaitForSeconds(delay);
    action?.Invoke();
}

// 使用
StartCoroutine(DelayedAction(2f, () => {
    Debug.Log("2 秒后执行");
}));

动画序列

IEnumerator MoveSequence()
{
    // 向前移动
    float elapsed = 0f;
    Vector3 start = transform.position;
    Vector3 target = start + Vector3.forward * 5f;

    while (elapsed < 1f)
    {
        elapsed += Time.deltaTime;
        transform.position = Vector3.Lerp(start, target, elapsed);
        yield return null;
    }

    // 停顿 1 秒
    yield return new WaitForSeconds(1f);

    // 旋转 90 度
    elapsed = 0f;
    Quaternion startRot = transform.rotation;
    Quaternion targetRot = startRot * Quaternion.Euler(0, 90, 0);

    while (elapsed < 0.5f)
    {
        elapsed += Time.deltaTime;
        transform.rotation = Quaternion.Slerp(startRot, targetRot, elapsed / 0.5f);
        yield return null;
    }
}

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13.3 协程的管理

// 停止特定协程
StopCoroutine("MyCoroutine");

// 停止所有协程
StopAllCoroutines();

// 停止 MonoBehaviour 上所有协程
this.StopAllCoroutines();

协程生命周期

• 协程依附于 MonoBehaviour
• 对象被禁用时协程继续运行
• 对象被销毁时协程自动停止
• 挂载 OnDisable 中手动 StopAllCoroutines

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13.4 异步加载场景

public class SceneLoader : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Slider progressBar;
    [SerializeField] private TMP_Text progressText;

    public void LoadSceneAsync(string sceneName)
    {
        StartCoroutine(LoadSceneCoroutine(sceneName));
    }

    IEnumerator LoadSceneCoroutine(string sceneName)
    {
        AsyncOperation operation = SceneManager.LoadSceneAsync(sceneName);
        operation.allowSceneActivation = false;

        while (!operation.isDone)
        {
            float progress = Mathf.Clamp01(operation.progress / 0.9f);
            progressBar.value = progress;
            progressText.text = $"{progress * 100:F0}%";

            // 加载完成（progress 到 0.9）后等待用户确认
            if (operation.progress >= 0.9f)
            {
                progressText.text = "按任意键继续";
                if (Input.anyKeyDown)
                {
                    operation.allowSceneActivation = true;
                }
            }

            yield return null;
        }
    }
}

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13.5 协程与 UniTask 的比较

对比	协程	UniTask
返回值	IEnumerator	UniTask / UniTask<T>
性能	有 GC 分配（yield 指令创建对象）	零 GC（结构体实现）
异常处理	try-catch 支持有限	完整 C# async/await 支持
取消机制	StopCoroutine	CancellationToken
可等待的对象	有限	任意 await

// UniTask 写法（需导入 UniTask 库）
async UniTaskVoid LoadAsync()
{
    await SceneManager.LoadSceneAsync("GameScene");
    Debug.Log("场景加载完成");
}

async UniTask MoveWithUniTask()
{
    await transform.DOMove(targetPos, 1f);  // DOTween + UniTask
    await UniTask.Delay(1000);
    await transform.DORotate(targetRot, 0.5f);
}

协程适合简单的延时和分步逻辑。对于复杂异步操作（网络请求、大量并发），推荐使用 UniTask。

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13.6 本章小结

• 协程通过 IEnumerator 和 yield 实现跨帧执行
• WaitForSeconds / WaitUntil / null 控制等待条件
• 协程适合延时、动画序列、异步加载等场景
• StopAllCoroutines 管理协程生命周期
• UniTask 是更现代的异步方案（零 GC、支持 await）

练习题

1. 实现协程：物体 3 秒内从 A 点移动到 B 点
2. 使用 WaitUntil 实现：当玩家进入范围时才执行后续逻辑
3. 实现异步加载界面：加载进度条从 0% 到 100%
4. 对比协程和 UniTask 实现同一延时操作的代码差异