Unity實現遊戲存檔框架
阿新 • • 發佈：2020-01-20
最近重構了一下我的存檔框架。我在這裡對實現方法進行簡單的解析。注意這裡主要演示演算法，所以，效率上並不是最佳。一個遊戲中，可能有成百上千個物體需要儲存，而且有幾十種類型，接下來就用一個簡單的例子來解釋。一個很簡單的例子，有一個Unit（單位）型別，有一個Inventory（揹包）型別，有一個Item（道具）型別。
接下來先介紹框架中最重要的介面，ISavable，表示這個型別可以存檔
public interface ISavable{
uint Id {get; set;}
Type DataType {get;} // 存檔資料型別
Type DataContainerType {get;} // 存檔資料容器型別
void Read(object data);
void Write(object data);
}ISavableContainer，用來返回一組ISavable的容器：
public interface ISavableContainer{
IEnumerable<ISavable> Savables;
}
IId,具有Id的介面：
public interface IId
{
uint Id {get; set;}
}
SaveEntity,這是一個MonoBehaviour，將這個元件放到需要存檔的GameObject上就可以實現該GameObject的存檔了，這是最核心的類之一：
public class SaveEntity : MonoBehaviour{
public void Save(SaveDataContainer container){
foreach(ISavable savable in GetSavables()){
if(savable.DataContainerType = container.GetType()){
IId newData = Activator.CreateInstance(savable.DataType) as IId;
newData.Id = savable.Id;
savable.Write(newData);
container.SetData(newData);
}
}
}
public void Load(SaveDataContainer container){
foreach(ISavable savable in GetSavables()){
if(savable.DataContainerType = container.GetType()){
IId data = container.GetData(savable.Id);
savable.Read(data);
}
}
}
public IEnumerable<ISavable> GetSavables(){
foreach(ISavable savable in GetComponents<ISavable>()){
yield return savable;
}
foreach(ISavable savableContainer in GetComponents<ISavableContainer>()){
foreach(ISavable savable in savableContainer.Savables){
yield return savable;
}
}
}
}SaveFile代表一個檔案
[Serializable]
public class SaveFileData{
public uint CurId;
public string DataContainer;
}
// 代表一個存檔檔案
public class SaveFile: MonoBehaviour{
// 包含實際資料的資料類
private SaveDataContainer _saveDataContainer;
private uint _curId;
public string Path{get;set;}
public SaveDataContainer SaveDataContainer{get{return _saveDataContainer;}}
private uint NextId{get{return ++_curId;}}
// 得到場景裡所有的SaveEntity
private IEnumerable<SaveEntity> GetEntities(){
// 實現略過
}
// 將場景物體中的資料存入到_saveDataContainer中
public void Save<T>() where T:SaveDataContainer,new()
{
// 一輪Id賦值，保證Id為0的所有ISavable都賦值一個新Id
foreach(SaveEntity entity in Entities){
foreach (Savable savable in entity.GetSavables()){
if(savable.DataContainerType == typeof(T)){
if(savable.Id == 0){
savable.Id = NextId;
}
}
}
}
T dataContainer = new T();
foreach(SaveEntity entity in Entities){
entity.Save(this,dataContainer);
}
_saveDataContainer = dataContainer;
}
// 將_saveDataContainer中的資料載入到場景物體中
public void Load(){
foreach(SaveEntity entity in Entities){
entity.Load(this,_saveDataContainer);
}
}
public void LoadFromFile<T>() where T:SaveDataContainer
{
string json = File.ReadAllText(Path);
SaveFileData data = JsonUtility.FromJson<SaveFileData>(json);
_saveDataContainer = JsonUtility.FromJson<T>(data.DataContainer);
_curId = data.CurId;
}
public void SaveToFile(){
SaveFileData data = new SaveFileData();
data.CurId = _curId;
data.DataContainer = JsonUtility.ToJson(_saveDataContainer);
string json = JsonUtility.ToJson(data);
File.WriteAllText(Path,json);
}
}SaveDataContainer：
// 這個型別儲存了實際的資料，相當於是一個數據庫
[Serializable]
public class SaveDataContainer{
// 這個中儲存這實際物體的資料，需要將這個字典轉換成陣列並序列化
private Dictionary<uint,IId> _data;
public Dictionary<unit,IId> Data{get{return _data}}
public IId GetData(uint id){
return _data[id];
}
public void SetData(IId data){
_data[data.Id] = data;
}
}
好了，框架就講到這裡，接下來實現示例程式碼：
Unit:
[Serializable]
public class UnitSave:IId{
[SerializeField]
private uint _id;
public uint PrefabId;
public uint InventoryId;
public int Hp;
public int Level;
public uint Id {get{return _id;}set{_id = value;}}
}
public class Unit:MonoBehaviour,ISavable{
public int Hp;
public int Level;
public int PrefabId;
public Inventory Inventory;
public uint Id{get;set;}
ISavable.DataType{get{return typeof(UnitSave);}}
ISavable.DataContainerType{get{return typeof(ExampleSaveDataContainer);}}
ISavable.Read(object data){
UnitSave save = data as UnitSave;
Hp = save.Hp;
Level = save.Level;
}
ISavable.Write(object data){
UnitSave save = data as UnitSave;
save.Hp = Hp;
save.Level = Level;
save.InventoryId = Inventory.Id;
}
}
Inventory:
[Serializable]
public class InventorySave:IId{
[SerializeField]
private uint _id;
public uint UnitId;
public uint[] Items;
public uint Id{get{return _id;}set{_id = value;}}
}
public class Inventory:MonoBehaviour,ISavable,ISavableContainer{
public Unit Unit;
public List<Item> Items;
public uint Id{get;set;}
ISavable.DataType{get{return typeof(InventorySave);}}
ISavable.DataContainerType{get{return typeof(ExampleSaveDataContainer));}}
ISavable.Read(object data){
// 空
}
ISavable.Write(object data){
InventorySave save = data as InventorySave;
save.UnitId = Unit.Id;
save.Items = Items.Select(item => item.Id).ToArray();
}
ISavableContainer.Savables{
return Items;
}
}
Item:
[Serializable]
public ItemSave: IId{
[SerializeField]
private uint _id;
public uint PrefabId;
public int Count;
public uint Id{get{return _id;}set{_id = value;}}
}
// 道具並不是繼承自MonoBehaviour的，是一個普通的類
public class Item:ISavable{
// 道具源資料所在Prefab，用於重新建立道具
public uint PrefabId;
public int Count;
public uint Id {get;set;}
public uint Id{get;set;}
ISavable.DataType{get{return typeof(ItemSave);}}
ISavable.DataContainerType{get{return typeof(ExampleSaveDataContainer));}}
ISavable.Read(object data){
ItemSave save = data as ItemSave;
Count = save.Count;
}
ISavable.Write(object data){
ItemSave save = data as ItemSave;
save.PrefabId = PrefabId;
save.Count = Count;
}
}
ExampleSaveDataContainer:
[Serializable]
public class ExampleSaveDataContainer: SaveDataContainer,ISerializationCallbackReceiver {
public UnitSave[] Units;
public ItemSave[] Items;
public InventorySave[] Inventories;
public void OnBeforeSerialize(){
// 將Data字典中的資料複製到陣列中，實現略過
}
public void OnAfterDeserialize(){
// 將陣列中的資料賦值到Data字典中，實現略過
}
}
ExampleGame:
public class ExampleGame:MonoBehaviour{
public void LoadGame(SaveFile file){
// 從檔案中讀入資料到SaveDataContainer
file.LoadFromFile<ExampleSaveDataContainer>();
SaveDataContainer dataContainer = file.SaveDataContainer;
// 建立所有物體並賦值相應Id
Unit[] units = dataContainer.Units.Select(u=>CreateUnit(u));
Item[] items = dataContainer.Items.Select(item=>CreateItem(item));
// 將道具放入相應的道具欄中
foreach(Unit unit in units){
uint inventoryId = unit.Inventory.Id;
InventorySave inventorySave = dataContainer.GetData(inventoryId);
foreach(Item item in items.Where(i=>inventorySave.Items.Contains(i.Id))){
unit.Inventory.Put(item);
}
}
// 呼叫Load進行實際的資料載入
file.Load();
}
public void SaveGame(SaveFile file){
// 相對來說，存檔的實現比載入簡單了許多
file.Save<ExampleSaveDataContainer>();
file.SaveToFile();
}
public Unit CreateUnit(UnitSave save){
Unit unit = Instantiate(GetPrefab(save.PrefabId)).GetComponent<Unit>();
unit.Id = save.Id;
unit.Inventory.Id = save.InventoryId;
return unit;
}
public Item CreateItem(ItemSave save){
Item item = GetPrefab(save.PrefabId).GetComponent<ItemPrefab>().CreateItem();
item.Id = save.Id;
return item;
}
}
使用方法：
給單位Prefab中的Unit元件和Inventory元件所在的GameObject上放SaveEntity元件即可。
思考問題：
1.擴充套件功能，讓SaveFile包含一個SaveDataContainer陣列，這樣子可以實現包含多個數據容器（資料庫）的情況
2.對SaveFile儲存內容進行壓縮，減少儲存體積
3.SaveFile儲存到檔案時進行加密，避免玩家修改存檔
4.如何避免儲存時候卡頓
儲存過程：
1.從場景中搜集資料到SaveFile中（SaveFile.Save），得到一個SaveFileData的資料
2.將SaveFileData序列化成一個json字串
3.對字串進行壓縮
4.對壓縮後的資料進行加密
5.將加密後的資料儲存於檔案
可以發現，只要完成第1步，得到一個SaveFileData，實際上就已經完成了存檔了，接下來實際上就是一個數據轉換的過程。所以，這也給出了避免遊戲卡頓的一種方法：
完成第一步之後，將後面的步驟全部都放到另一個執行緒裡面處理。實際上，第一步的速度是相當快的。往往不會超過50ms，可以說，卡頓並不會很明顯。
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