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Unity3D 进阶教程 - 02 依赖注入与可编写脚本对象

发表于 分类于 ， Waline：
Unity3D、高级: 入门系列中，我们习惯了直接在脚本中用 GetComponent() 或 FindObjectOfType() 获取依赖。这种方式的问题在于 硬编码的依赖查找——被依赖对象的位置、创建方式发生变化时，所有引用处都要改。

概述

入门系列中，我们习惯了直接在脚本中用 GetComponent<T>() 或 FindObjectOfType<T>() 获取依赖。这种方式的问题在于 硬编码的依赖查找——被依赖对象的位置、创建方式发生变化时，所有引用处都要改。

依赖注入（Dependency Injection, DI） 将依赖的创建和查找从使用者中剥离，由外部统一注入。而 可编写脚本对象（ScriptableObject） 是 Unity 原生提供的一种轻量级 DI 和数据驱动工具。

1. 为什么需要依赖注入

1.1 紧耦合的问题

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// 传统写法：紧耦合
public class Player : MonoBehaviour
{
    private AudioManager _audio;
    private ScoreManager _score;

    private void Awake()
    {
        // 隐式依赖：必须场景中有 AudioManager 和 ScoreManager
        _audio = FindObjectOfType<AudioManager>();
        _score = FindObjectOfType<ScoreManager>();
    }
}

这些隐式依赖导致：

  • 测试时需要在场景中手动搭建完整环境
  • 重构时修改查找逻辑影响所有使用者
  • 依赖关系不明确，新人难以理解

1.2 DI 的核心原则

依赖倒置原则——高层模块不应依赖低层模块，两者都应依赖抽象。

  • 不要 new：让外部传入依赖
  • 不要找：让外部传入依赖
  • 不要问：让外部传入依赖

2. 构造器注入（Constructor Injection）

纯 C# 类可以通过构造器注入依赖，最适合非 MonoBehaviour 类。

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// 定义抽象
public interface IInputService
{
    Vector2 GetMovement();
    bool IsJumpPressed();
}

public interface ISaveService
{
    void Save(string key, object data);
    T Load<T>(string key);
}

// 使用者只依赖抽象
public class PlayerController
{
    private readonly IInputService _input;
    private readonly ISaveService _save;

    public PlayerController(IInputService input, ISaveService save)
    {
        _input = input;
        _save = save;
    }

    public void Update()
    {
        var movement = _input.GetMovement();
        // 处理移动...
    }
}

2.1 在 Unity 中手动装配

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public class GameBootstrap : MonoBehaviour
{
    private void Awake()
    {
        var input = new UnityInputService();
        var save = new JsonSaveService();
        var controller = new PlayerController(input, save);
    }
}

Bootstrapper 类作为组合根，负责创建和组装所有依赖。这是最简单的 DI 形式，无需任何框架。

3. 使用 VContainer 框架

当项目复杂后，手动装配变得繁琐。VContainer 是目前 Unity 生态中最主流的 DI 框架（轻量、高性能、支持多种注入方式）。

3.1 安装

通过 Package Manager 添加 VContainer：

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https://github.com/hadashiA/VContainer.git?path=VContainer/Assets/VContainer

3.2 注册依赖

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using VContainer;
using VContainer.Unity;

public class GameLifetimeScope : LifetimeScope
{
    protected override void Configure(IContainerBuilder builder)
    {
        // 注册接口到实现
        builder.Register<IInputService, UnityInputService>(Lifetime.Singleton);
        builder.Register<ISaveService, JsonSaveService>(Lifetime.Singleton);

        // 注册 MonoBehaviour（通过组件）
        builder.RegisterComponentInHierarchy<Player>();

        // 注册纯 C# 类
        builder.Register<PlayerController>(Lifetime.Transient);
    }
}

3.3 注入依赖

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// 构造器注入
public class PlayerController
{
    public PlayerController(IInputService input, ISaveService save) { }
}

// MonoBehaviour 属性注入
public class Player : MonoBehaviour
{
    [Inject] private IInputService _input;
    [Inject] private ISaveService _save;
}

// MonoBehaviour 方法注入
public class Player : MonoBehaviour
{
    [Inject]
    public void Construct(IInputService input, ISaveService save)
    {
        // 显式注入，比属性注入更清晰
    }
}

3.4 生命周期管理

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builder.Register<IAudioService, AudioService>(Lifetime.Singleton); // 单例，整个生命周期一个实例
builder.Register<IBullet, Bullet>(Lifetime.Transient);             // 每次获取新建
builder.Register<IPooledObject, Bullet>(Lifetime.Scoped);          // 作用域内单例

VContainer 在场景切换时会自动释放 MonoBehaviour 的注入，无需手动清理。

4. 可编写脚本对象（ScriptableObject）作为 DI 工具

ScriptableObject 是 Unity 提供的数据容器，但它的能力远不止存数据。利用 SO 可以实现 数据驱动的架构，这是 Unity 中最实用的轻量 DI 方案。

4.1 作为事件通道

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// 定义 SO 事件通道
[CreateAssetMenu(menuName = "Events/IntEventChannel")]
public class IntEventChannelSO : ScriptableObject
{
    public event System.Action<int> OnEventRaised;

    public void Raise(int value)
    {
        OnEventRaised?.Invoke(value);
    }
}

// 发布者
public class ScoreManager : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private IntEventChannelSO _scoreChangedChannel;

    public void AddScore(int amount)
    {
        // 更新分数...
        _scoreChangedChannel.Raise(currentScore);
    }
}

// 订阅者（完全不知道发布者是谁）
public class ScoreUI : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private IntEventChannelSO _scoreChangedChannel;

    private void OnEnable()  => _scoreChangedChannel.OnEventRaised += UpdateUI;
    private void OnDisable() => _scoreChangedChannel.OnEventRaised -= UpdateUI;

    private void UpdateUI(int score)
    {
        _scoreText.text = score.ToString();
    }
}

发布者和订阅者在 Inspector 中通过拖拽绑定，无需写代码关联。这是 Unity 的事件总线简化版，特别适合中小项目。

4.2 作为游戏配置

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[CreateAssetMenu(menuName = "Game/EnemyConfig")]
public class EnemyConfigSO : ScriptableObject
{
    public string EnemyName;
    public float MoveSpeed = 3f;
    public int MaxHealth = 100;
    public int Damage = 10;
    public GameObject Prefab;
    public AudioClip SpawnSound;
}

// 使用
public class EnemySpawner : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private EnemyConfigSO _goblinConfig;
    [SerializeField] private EnemyConfigSO _orcConfig;

    public void SpawnGoblin()
    {
        var enemy = Instantiate(_goblinConfig.Prefab);
        enemy.GetComponent<Enemy>().Init(_goblinConfig);
    }
}

优势：

  • 策划可直接在 Inspector 中调整数值，无需修改代码
  • 支持变体（继承 SO），方便做不同类型的配置
  • 运行时热更新数值（编辑器模式下）

4.3 作为工厂

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[CreateAssetMenu(menuName = "Game/EffectFactory")]
public class EffectFactorySO : ScriptableObject
{
    [SerializeField] private GameObject _explosionPrefab;
    [SerializeField] private GameObject _sparkPrefab;
    [SerializeField] private GameObject _smokePrefab;

    public GameObject Create(EffectType type, Vector3 position)
    {
        var prefab = type switch
        {
            EffectType.Explosion => _explosionPrefab,
            EffectType.Spark => _sparkPrefab,
            EffectType.Smoke => _smokePrefab,
            _ => null
        };
        return prefab ? Instantiate(prefab, position, Quaternion.identity) : null;
    }
}

4.4 作为运行时数据仓库

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[CreateAssetMenu(menuName = "Game/PlayerInventory")]
public class PlayerInventorySO : ScriptableObject
{
    public int Gold { get; private set; }
    public List<Item> Items { get; private set; } = new();

    public void AddGold(int amount)
    {
        Gold += amount;
    }
}

SO 作为数据仓库的好处是：在编辑器中运行游戏时可以实时查看和修改数据，方便调试。

5. 三种 DI 方式对比

方式 适用场景 优势 劣势
手动构造器注入 小项目、纯 C# 库 无额外依赖，简单直接 项目大后管理复杂
VContainer 中大型项目 自动管理生命周期、高性能、支持多种注入 需要学习框架 API
ScriptableObject 数据驱动、配置管理 Unity 原生、图形化配置、可继承 运行时修改需序列化

混合使用建议

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VContainer 负责：系统级依赖（服务、管理器、工厂）
ScriptableObject 负责：配置数据、事件通道、资源引用

// VContainer 注入 SO 配置
builder.RegisterInstance(_enemyConfig);

总结

依赖注入的核心思想是 控制反转——让使用者不再负责依赖的创建和查找。

  • 手动注入：适合小项目，理解 DI 本质
  • VContainer：中大型项目的标配，自动管理生命周期
  • ScriptableObject：Unity 原生的数据驱动方案，适合配置与事件通道

无论用哪种方式，目标是让代码变成这样：

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// 依赖清晰可见，职责单一，易于测试
public class PlayerController
{
    public PlayerController(IInputService input, IMovementService movement, IAnimationService animation)
    {
        // 所有依赖都在构造器中显式声明
    }
}

下一篇将探讨 分层状态机与行为树，深入了解游戏 AI 架构。

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