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深入理解 iOS App 开发过程中的数字证书和授权文件以及签名过程

在做 iOS 开发的过程中,我们不免都碰到过跟证书相关的种种问题,而这些问题我相信很多人都是比较懵的,即便我们很多时候知道了具体怎么去做可以让我们能成功的编译某个工程并且打包发布到 AppStore 上去,但是我想其实我们还是有很多的东西需要去挖一挖的。

为什么要数字证书?

做个 App 又不是念大学或者考职称对吧,要啥证书?你咋不要自行车呢?不过我们回过头来看看,证书这个东西实际上并非什么新鲜的东西。我想大家在 Windows 上都安装过很多应用程序对吧,大概是从 Windows 7 开始,有些安装程序在开始安装之前,我们会看到系统会弹出一个提示框,提示这个应用程序是哪家公司开发的,我们是否确定要安装,点击确定之后才会开始真正的程序安装,对吧。

那么 Windows 怎么知道这个应用是谁开发的呢?难道我们自己在安装程序里头直接写明是谁开发的就好了吗?是这么回事,也不是这么回事。如果大家随便说这个程序是谁谁谁开发的,那么做恶意软件的人就可以随意将自己的木马程序伪装成任何一家有公信力的大公司了,例如微软自己等等。这显然是不可接受的,为了让这个机制正常运作起来,就有了一个公开的可信的签名和验证机制,大家按照这个机制的规则来,就可以避免出现伪装的这种情况了。

这个数字签名的机制保证了 Windows 可以在完全不知晓你要安装的具体是什么软件,即便这个软件是在我们使用的 Windows 系统发布好多年之后才发布的一款软件,只要这款软件的安装程序按照这个签名的规则对其自身的二进制安装文件进行签名,那么 Windows 就可以根据规则将其签名信息读出来,然后展示给最终用户也就是我们,然后再将判断的主动权交给我们,让我们自行判断你要安装的这款软件是否是出自这家公司的,如果是当然最好了,果断确认安装即可,如果不是,那么就要小心这个是不是恶意软件开发商搞的鬼了。搞得这么麻烦,究竟是为了神马捏?这个成本显然还是蛮高的嘛。

一切都是为了信息安全

在信息社会里头,数字安全一直都是一个很严肃但又时常被轻视的话题,由于数字信息传播的高速性,所以一个小小的安全问题往往可以被放大很多很多倍。为了安全,就会有各种加密手段来帮助我们达成信息安全的这个目的。在这里我们用人与人之间通信的这个过程来作为例子来简单地看看我们是如何通过加密来保证我们之间传送的信息是安全的。可以先从最简单最原始的人与人之间的通信开始,例如小明给小黄发了一封信,内容是「xxxxxx」,小黄收到的信内容也就是「xxxxxx」,这就是最原始的明文通信了。任何接触到这封信的人都是可以偷偷地阅读这封信的内容的,如下图:

原始的通信方式

原始的通信方式

那么为了防止别人随意偷看信件的内容,或者即便被人偷看了,也让人压根看不懂,就有了加密这种手段啊来确保只有通信双方能看明白信件的内容,其他的人即便看到了加密之后的信件内容也不会造成信息泄漏,最简单的加密情况是这样的,也称之为对称加密(相对于后面我们后头会讲到的非对称加密来说)。

对称加密的通信方式

对称加密的通信方式

在这种通信方式中的通信双方协商好一种加密和解密方法,并且必须持有同一个密钥才可以完成整个加解密的流程,而现实中这种方式会带来各种不便和其他的安全隐患问题,例如密码又该如何先给到通信的目标方,密码传送的过程中又如何保证其安全性,通信双方都持有同一个密码后无法区分双方的身份等等。所以就又了更为高级和方便的加密方法,就是非对称加密。

非对称加密的通信方式

非对称加密的通信方式

在这个通信方式里头的非对称加密方法已经可以做到让加密和解密的密钥是分离的,这样一来在发送方保存好自己的私钥不被泄漏的情况下,可以把公钥给到所有需要与他通信的目标方手里,就不会出现对称加密中收信方可以直接拿着与发信方共享的密钥去伪装成发信方的情况了。但是这个方案中还存在其他的问题,例如如何获取发信方的公钥以及如何确认获取到的发信方的公钥是可信的。这个时候数字证书就应运而生了。

关于密码学相关的内容,建议大家参考一下阮一峰写的几篇博客:

密码学笔记

RSA 算法原理(一)

RSA 算法原理(二)

图解 SSL/TLS 协议

数字签名是什么?

数字证书和数字签名是怎么运作的?

那么这个数字签名机制究竟是怎么运作的呢?下图就是一个证书用户如何创建并应用数字证书的流程:

数字证书的应用流程

数字证书的应用流程

图中的数字证书的申请和应用流程大体上就是:数字证书用户(开发者)创建密钥对 => 生成 CSR 文件 => 向 CA 申请数字证书文件 => CA 审核证书申请者提供的各项信息合法性 => CA 使用自身的私钥生成一个加密的数字证书文件 => 将数字证书发送给证书申请者(开发者)=> 证书申请者(开发者)收到证书之后,使用证书对需要分发的文件进行签名 => 将签名后的文件分发给最终用户。

我们还可以看看一个数字证书里头都包含着哪些信息和数据:

数字证书内容结构图

数字证书内容结构图

从上图中我们看到证书文件中包含了证书拥有者的公钥信息和 CA 机构的签名信息,以及相关的身份标识信息,通过这些信息我们就可以达成通过数字证书来验证被签名的内容是否可信了。

那么证书申请者在获得到证书之后又怎么做数字签名呢?下图就是一个对数字内容进行数字签名的流程:

生成数字签名的流程图

生成数字签名的流程图

那么数字签名生成之后,附加到了某个文件上分发给了最终的接收者,收到这个文件的人又是如何验证这个数字签名的合法性呢?下图就是一个数字签名验证的流程:

验证数字签名的流程图

验证数字签名的流程图

在了解完数字证书相关的基础知识之后,我们终于可以去揭开苹果开发中这个繁复的证书创建和应用的流程的面纱了,看看这货究竟要怎么搞才是对的,以及为什么需要这么搞才是对的。

iOS 应用的整个签名和验证的流程

既然我们已经铺垫了这么多,那么 iOS 应用开发涉及到的应用的签名,以及 iOS 设备又是如何验证设备上安装的应用的签名是否可信,然后允许安装这些 iOS 应用的呢?通过下面这张流程图,我们来看看 Apple 是如何设计其应用签名流程的。

iOS 应用签名的流程示意图

iOS 应用签名的流程示意图

在整个开发 APP 签名的流程中,我们只需要抓住三个文件,就可以完全 Hold 住整个签名打包的过程了:

  1. 创建 CSR 文件,在 macOS 上通过 Keychain Access 创建 CSR 文件的同时,实际上这货会同时帮你创建好对应该 CSR 的 RSA Key Pair 文件(这些密钥文件 Keychain Access 会自动帮你保存,后续编译打包的 Xcode 也都是直接通过 Keychain Access 来获取相关的密钥信息的);
  2. 上传 CSR 文件,创建 Certificate 文件,下载 Certificate 文件并导入到 Keychain Access 中,针对指定的 Bundle Identifier 和 Certificate 文件创建 Provisioning Profile 文件,下载并导入;
  3. 使用 Certificate 文件对应用进行签名,将 Provisioning Profile 文件打包到应用中。

然后我们针对以上这三个文件来看看它们是如何与上面我们叨逼叨了一大堆的数字签名流程对应的,这样我们在了解了数字签名的通用流程之后,再来看看 Apple 是如何在 iOS 应用的开发流程中应用这一通用的应用签名和验证技术的,如此印证一番,更能加深我们对数字签名远离的理解。

  • 创建 RSA Key Pair 和 CSR 文件(Keychain Access 自动完成了创建 RSA Key Pair 文件的过程);
  • 通过 CSR 文件请求 CA 颁发 Certificate 文件(由于 Apple 的整个生态系统相对封闭,整个申请证书的流程相对就简单并高效,只需要通过 Apple 提供的一系列工具和 Developer 后台即可完成,这个对于安全性的掌控非常的重要,对 Apple、开发者和用户三方来说,都尤为重要。正因为有了这一个封闭而又完整的系统,开发者可以将精力放在研发优质内容上毋需为了内容被盗版多费心力,用户也大可放心的安装 App Store 中的应用毋需过于担心被恶意软件或病毒骚扰,Apple 对于开发者和 APP 拥有绝对的生杀大权使得开发者不敢轻易挑战其底线。当然这个话题有点大,不展开了,况且咱对安全也不太专业,这仅仅是 Apple 对 iOS 系统安全控制所做的努力中极为基础和微小的一部分,咱别夸大了,😄);
  • 成功编译 APP 的工程后,使用 Certificate 文件对 APP 的文件进行数字签名;

    在这个过程中,Xcode 会在 APP 最终的目录下创建一个名为 _CodeSignature 的目录,在该目录下会有一个名为 CodeResources 的 plist 文件:

    iOS APP 数字签名文件目录

    iOS APP 数字签名文件目录

    这个 CodeResources 文件的内容如下:

    这个 plist 文件中会将整个 APP 中使用到的可执行文件以及资源文件的签名 Hash 值都罗列出来(当然有些文件是可以配置为忽略签名验证的,例如 CodeResources 文件,防止出现鸡生蛋蛋生鸡死循环的验证链死锁问题),文件中的 Hash 值就是使用我们在创建 CSR 文件时自动创建的 RSA Key Pair 中的私钥,通过某个 Hash 算法计算出来的。iOS 设备在安装一个 APP 的时候,会自动读取 APP 中 _CodeSignature 目录下 CodeResources 文件中的所有内容,然后使用随 APP 一并打包到 APP 内的 Provisioning Profile 文件中的 Certificate 通过同一个指定的 Hash 算法对 APP 包内所有文件进行 Hash 计算,然后与 CodeResources 文件中的 Hash 值进行比对,如果出现 Hash 值不一致的,签名验证失败,该 APP 肯定是无法正确安装运行的。

  • 基于已经创建的 Certificate 文件生成 Provisioning Profile 文件,这是 iOS 开发中特有的一个文件,该文件针对 iOS 应用的分发方式不同而有所区别,一般有三种类型:
    1. Development,用于开发者将正在开发中 APP 安装到在 Apple Developer 中注册的 iOS 测试设备上;
    2. Ad Hoc,这个实际上跟 Development 没有太大的区别,也是用于将 APP 部署到已注册的 iOS 测试设备上,不过使用这个 Provisioning Profile 打包的 ipa 可以通过 OTA 方式直接安装,不需要从物理层面上拿着测试设备找开发者来安装 APP(实际上使用 Development 授权文件打包的 ipa 也可以安装到 iOS 设备上,不过得先拿到 ipa 文件);
    3. App Store,这就是最终提交 APP 到 App Store 中时打包必须使用的 Provisioning Profile 了,在我们上传 APP 到 App Store 的过程中,Apple 会自动验证当前上传的 APP 是否使用了正确的 Provisioning Profile 打包的。

      Apple 通过这一额外的 Provisioning Profile(授权文件)机制很好地实现了在不同场景下的应用分发控制,由于 Development 和 Ad Hoc 都有明显的安装设备数限制(100 台设备),而且需要事先将目标安装设备的 Device Identifier 注册到 Apple Developer,这就意味着开发者如果想让自己的 APP 安装到大量用户的 iOS 设备上,只能选择使用 App Store Provisioning Profile 打包自己的 APP 然后上传到 App Store(当然实际上绝大部分用户也都是通过 App Store 来寻找并安装 APP,这两者并没有什么直接的因果关系,只是 Apple 的设计使然)。

      所有的授权文件都包含了以下的信息:

      1. 用于签名的证书,授权文件中包含有用来给该 APP 签名的数字证书的内容,如下图:

      iOS Provisioning Profile 文件中包含了数字证书的内容

      iOS Provisioning Profile 文件中包含了数字证书的内容

      2. APP 的 Bundle Identifier(该授权文件只能随指定包名的 APP 一起打包进行分发);

      3. 分发方式:Development、Ad Hoc、App Store、Enterprise 中的某一个(指明该 APP 的分发方式,iOS 设备在安装和启动时会根据授权文件声明的不同分发方式,进行不同的处理,例如使用 Enterprise 方式分发的应用,Apple 可以随时吊销该应用的授权文件,授权文件被吊销之后就无法再正常启动了,正常情况下,这类 APP 启动之前,iOS 会弹出一个非常明确的提示框告知用户当前正在使用一个由开发者 XX 开发并使用企业授权文件分发的 APP,用户可以选择信任该开发者或者不信任,用户确认信任该开发者的授权文件后,APP 才能正常启动,如果是 Development 和 Ad Hoc 的授权文件,那么在安装的时候 iOS 系统就会先确认该 APP 中的授权文件中是否包含当前安装的目标设备的 Identifier,如果不在其列,该 APP 是无法成功安装到目标设备上的);

      4. 应用的能力(Entitlements),声明该 APP 能否使用 Apple Push Service 等 Apple 提供的公共服务,以及该 APP 与同一开发者发布的 APP 直接协作的权限等等;

      5. 应用安装的有效日期,声明使用该授权文件打包的 APP 的过期时间,过期后该 APP 无法再被安装到 iOS 设备上。

iOS 开发中的数字证书配置流程和使用方法

iOS 开发过程中大家都绕不过去的就是这个证书和授权文件的配置,生成和使用问题,我们希望能在这片文章里头把这件事情给搞清楚了。

通常我们会怎们做?

相信接触过 iOS 开发的童鞋们都已经很了解以下的这些步骤了,不过我们既然要把这个问题搞透彻一些,那么我们就还是假装我们自己神马都不会吧,从零开始,我们一步步地操作一下,看看究竟如何才能编译一个应用并且能把这应用装到我们的设备上呢。

创建一个 App 工程

关于如何创建一个工程,这个不是我们这篇文章所要聊的,所以这里不展开聊如何使用 Xcode 进行 App 的开发了,这也不是我所擅长的更不能瞎说。

好了,言归正传,我们先看看下面这两个截图。
这是未设置开发者账号的 Xcode 工程的基本设置信息页面:

未设置开发者账号的 Xcode 工程基本设置页面

未设置开发者账号的 Xcode 工程基本设置页面

这是设置为我个人账号的 Xcode 工程基本设置信息页面:

设置为不可用的个人账号的 Xcode 工程基本设置信息页面

设置为不可用的个人账号的 Xcode 工程基本设置信息页面

这是设置为可用的企业开发者账号的 Xcode 工程基本设置信息页面:

正确设置了开发者账号的 Xcode 工程基本设置页面

正确设置了开发者账号的 Xcode 工程基本设置页面

大家可以看到第二个截图中,我使用的 Team 账号是我个人的帐号,而第三个截图中我使用的是公司的开发者帐号,这有什么区别呢?

  1. 帐号的主体不一样,申请的流程也不一样,如果是个人帐号的话,通常我们只需要有一个 Apple Id,然后登录 http://developer.apple.com 网站注册开发者服务即可,然后选择 iOS Developer Program 进行付费购买即可,而企业帐号就必须有一个企业组织的邓白氏码(这货是有一个专门的第三方机构在做,目前国内已经有官方代理商,通常办理都是免费的,只需要提交信息就可以获得一个邓白氏码,一般是申请成功后,15 个工作日后方可在苹果的 Developer 网站使用,不过这个数值不太准确,这个应该是最保守的估计。),有了可用的邓白氏码之后就可以直接付费开通 iOS Developer Program 了,开通服务器以后,实际上在 Developer 站点上个人帐号跟企业帐号之间应该是没有什么太大区别的,主要都是用来管理 App 的 Bunder Indentifier,开发者的证书文件和开发设备列表,以及各种授权文件了,当然还有用户管理啦,毕竟咱们现在开发任何一个 App 通常都是需要多人协作来完成的,所以在这个里头也可以完成开发者的邀请,开发者权限的管理等等操作。
  2. 实际上在完成了开发阶段之后,我们还需要使用这个开发者帐号登录到一个叫 iTunes Connect 的站点中,进行 App 的发布前的提交工作,提交 App 的名字、描述、截图、售价以及内购支付相关的诸多选项,所有提交需要的信息都准备完毕之后,我们就可以着手在 Xcode 中将打包好的 App 提交到 iTunes Connect 上了,提交完毕之后就等审核了,审核通过之后就可以在 App Store 中正式发布我们的 App 了,这样用户就能下载到我们的 App 了。那么在支付相关的选项上,个人帐号和企业帐号之间应该是有区别的,个人帐号我们只需要提供一个个人的银行卡即可,而企业可能需要提供的信息就更多了,包括银行开户信息,企业工商和税务的信息可能都需要酌情提交,由于这个事情之前处理的事情有点久远了,已经忘得差不多了,有机会再补充吧。本质上结算应该也不会有什么区别,最终都是苹果按照一定账期定期会结算并汇款到指定的银行账户,记得应该是两个月的账期。

好了,不扯远了,既然第一个 App 没有正确地设置授权文件,那么我们尝试着点一下那个 Fix Issue 按钮看看行不行呗,遗憾的是不好使,因为我这个个人帐号是没有购买 iOS Developer Program 服务的,也就是说我只能开发 App,但是不能发布 App,如果需要发布的话,还是必须购买 iOS Developer Program 的,之前有看到报道说苹果开放了 Developer 的资源,貌似现在不需要购买 iOS Developer Program 也能开发 App 并且可以安装到自己的设备上,但是实际测试的结果并非如此,从👆 上面第二张截图中来看,这个方法貌似并不可行。

请注意: 以上三张截图中,我们都可以清楚地看到勾选了一个 Automatically manage signing 选项,勾选这个选项之后,我们就可以完全将创建 Bundle Identifier,生成 Certificate 文件,创建 Provisioning Profile 文件这些无聊繁琐而又很容易把人搞懵逼的事情委托给 Xcode 了,Xcode 会在 Build 之前帮我们把所有需要做好的事情都做好。在 Xcode 8 某个版本之前(原谅我无法记住这些玩意儿),Automatically manage signing 还不存在的时候,实际上是有一个叫 Fix Issue 的按钮的,那个时候如果为 Xcode 工程设置好了某个 Development Team 账号之后,Xcode 无法在本机找到可用的对应当前 Xcode 工程的 Bundle Identifier 的相关的数字证书(Certificate)和授权文件(Provisioning Profile)的话,会提供一个快捷修复的按钮给开发者的。咱们来看个之前版本的项目设置页面的截图吧:

Xcode未提供自动托管APP签名之前的设置页面

Xcode 未提供自动托管 APP 签名之前的设置页面

虽然现在不再有 Fix Issue 按钮了,但是我们也可以了解一下,这个 Fix Issue 按钮究竟会干些什么。

按照直觉来讲,Xcode 是不是应该先在 Developer 中新建一个 App Bundle Indentifier,正如我们截图中的这个 App 的 Bundle Indentifier —— “com.laputa.playcard”,然后再在 Developer 站点上创建数字证书(如果需要的话),生成授权文件呢?嗯,我们的直觉非常的准确。作为一个好程序员,我一直认为这种直觉来源于不断地进行逻辑和程序化的思维训练,这种逻辑和程序化的思维是很容易训练和形成的,而且非常必要,思考问题时我们要先站到设计者或者实现者的角度上去看,看看如果是我们自己来设计或者实现的时候会按照什么样的套路来做,最后再跟对方的设计和实现验证一番,慢慢地我们会发现实际上大部分的设计和实现真的跟我们之前的直觉是一致的,或者说大体上会保持一致,这是一种很好的思维训练,而且会很利于我们更深入地去理解对方的设计和实现的意图和思路。

实际上点击 Fix Issue 按钮之后,Xcode 会默默地帮我们做以下的一些事情:

Xcode Fix Issue 流程示意图

Xcode Fix Issue 流程示意图

不过这个 Fix Issue 按钮已经不见了,所以现在我们没法到 Apple Developer 后台一一再次验证一下是否会创建对应的文件了,有点遗憾,所以我们可以暂时先把它给忘了。在最新的 Xcode 8 中,Xcode 虽说会自动帮我们管理签名相关的东西,但实际上原理应该是一致的,只是 Xcode 与 Apple Developer 后台服务交互的所有过程,以及整个过程中创建的所有文件都给隐藏起来了(我想这可能是防止有人在 Developer 后台误操作导致出现一些不必要的问题而设计的),Xcode 依然会通过上面截图中的流程在后台默默地帮我们把这些事情给做了。

那我们到 Apple Developer 后台去看一看吧。
Developer 中关于 App IDs 设置的页面:

Developer 中关于 App IDs 设置的页面

Developer 中关于 App IDs 设置的页面

Developer 中关于证书的设置页面:

Developer 中关于证书的设置页面

Developer 中关于证书的设置页面

Developer 中关于授权文件的设置页面:

Developer 中关于授权文件的设置页面

Developer 中关于授权文件的设置页面

从这三个截图中来看,实际上我们并没有看到任何跟 “com.laputa.playcard” 相关的东西,Xcode 8 的 Automatically manage signing 真的是完全不留痕迹,有木有?

有了 Xcode 8 的 Automatically manage signing 功能选项,实际上这篇文章看起来就有点多余了。你说你讲这么多对我有个毛的用捏,是伐?伦家 Xcode 已经帮你搞得妥妥的了,干嘛要给自己找不开森呢?你死磕这玩意儿有意思吗?

有,太有了。如果我们只需要使用 Xcode 进行简单的编码和编译打包的话,那么止步于此并没有啥问题,但是我们是程序猿啊,有木有?我们是一群懒人啊,有木有?我们肯定会利用持续集成服务来帮我们省去每次需要自己手动编译打包这种无聊重复工作浪费的时间啊,有木有?而且还有 Unity 3D 这个奇怪的,每次打包 iOS 包都需要借助 Xcode 中间工程的鬼噢,难道说每次等待 Unity Editor 编译出 iOS 工程,再手动打包 APP 不蛋疼吗?

好吧,那么我们需要持续集成来帮我们缓解这个蛋疼,有木有?而 iOS 工程的持续集成就需要咱们尽可能多地去了解 iOS APP 整个的签名和打包的机制了,掌握了整个 iOS APP 签名打包的机制和流程之后,在配置 iOS 工程持续集成时就能做到游刃有余。

下一次,我们再来好好分享一下,如果使用 Jenkins 持续集成 Unity3D 工程编译打包 Android 和 iOS 平台的安装包。

参考资料

密码学笔记

RSA 算法原理(一)

RSA 算法原理(二)

图解 SSL/TLS 协议

数字签名是什么?

Migrating Code Signing Configurations to Xcode 8

macOS 安装配置 Jenkins 持续集成 Unity 项目指南

安装 Java 和 JDK

由于 Jenkins 是一个基于 Java 实现的项目,所以我们需要先确保我们的 macOS 上安装有 Java,直接从 Oracle 的 官方网站 上下载安装即可。

安装完成之后,理论上咱们就可以安装 Jenkins 了,但是考虑到咱们实际上使用 Jenkins 来进行持续集成的目的是让其自动将 Unity 工程打包成 Android 平台和 iOS 平台的安装包,而 Android 工程的编译又依赖于 JDK,所以我们还需要安装一个 JDK,同理也可以直接从 Orcale 的 官方网站 上下载后安装。

安装完成之后在命令行终端中输入一下 java -version 命令,输出内容类似:

java version “1.8.0_91”
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_91-b14)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.91-b14, mixed mode)

安装 Jenkins

从 Jenkins 官网 下载适用 macOS(截止写这篇文章的时候,Jenkins 官网上依然写的是 Mac OS X)的 pkg 文件,我下载的是 LTS 版本 2.19.2。双击一步一步安装完成即可,安装完成之后执行一下 defaults read /Library/Preferences/org.jenkins-ci 命令,输出内容如下:

{
“JENKINS_HOME” = “/Users/Shared/Jenkins/Home”;
heapSize = 512m;
httpListenAddress = “192.168.200.99”;
httpPort = 8080;
minHeapSize = 256m;
minPermGen = 256m;
permGen = 512m;
tmpdir = “/Users/Shared/Jenkins/tmp”;
}

这个就是 Jenkins 的各项启动参数,从以上输出的参数就得到了 Jenkins 的后台管理页面的地址:http://192.168.200.99:8080 ,在浏览器中输入该地址之后应该能看到如下的页面:
jenkins_dashboard

当然默认肯定是没有任何构建项目的,截图中已有的 3 个项目是我添加的,到这一步就意味着我们已经将 Jenkins 安装好了,而且使用 pkg 文件安装的方式会帮我们把 macOS 开机自启动 Jenkins 服务的工作都做好,省去了自己去折腾 LaunchDaemons 相关的各种配置的麻烦,不过也有其他的问题,咱们一个个来解决。接下来,我们需要安装一些插件,或者更新一些插件。

安装 Git 插件

通过 Jenkins Dashboard 页面中系统管理菜单项进入 Jenkins 管理页面,点击管理插件选项即可进入插件管理页面,找到在右上方的过滤输入栏中输入 Git 筛选一下跟 Git 相关的插件,找到自己需要的插件勾选,然后点击安装即可,等插件下载安装完成之后,按照页面的提示可以重启一下 Jenkins 让这些新安装的插件生效。

设置 Credentials

由于我们团队使用 Git 对 Unity 项目进行版本管理,所以我们需要设置一个 Credentials 能让 Jenkins 中的 Git 插件可以用来与 Git 服务器进行验证和交互。还是通过 Jenkins Dashboard 页面的 Credentials 菜单项进入管理页面,然后新建一个 Credentials,我选择的是 SSH Username with private key 的方式,输入 Username(例如安装 Jenkins 的机器当前登录的用户名为 developer,那么就填入 developer),Private Key 选择 Enter directly(因为其他的两个方式不知道 Jenkins master 具体指的是啥,也没有帮助没有设置成功,最终只能选择直接输入 private key 的方式了),确保当前登录的用户目录下有 .ssh 目录并且已经有 id_rsa 和 id_rsa.pub 文件(如果没有的话,通过 ssh-keygen 生成一个 SSH 的密钥对吧),然后在终端中执行一下 cat ~/.ssh/id_rsa 命令,把输出的内容全部拷贝,粘贴到 Jenkins 的 Private Key 设置输入框中,保存即可。

注意:~/.ssh 目录下的 id_rsa.pub 应该已经被添加到 Git 服务器信任的公钥列表中,例如我们团队中使用的是自己搭建的 GitLab 服务,那么就需要将 id_rsa.pub 中的内容通过 Profile Settings -> SSH Keys 设置页面,将这个 SSH Key 添加到账户的 Profile 中,这样 Jenkins 在使用 Git 拉取代码的时候才能验证成功。

修改用于 Jenkins 服务启动的用户和组

由于 Unity Editor 的限制,如果要在 Jenkins 中调用 Unity Editor 提供的命令行执行 BuildPlayer 方法来完成构建任务的话,必须要通过用户名和密码登入 macOS 系统后再执行构建任务才能正常调用 Unity Editor 的命令行,否则整个构建任务会一直 Hang 住。

这个是在经历了各种各样的坑之后才总结出来的,例如我曾经经历过 Mac 电脑自动更新后重启,未主动输入用户密码登录系统,通过浏览器可以其他电脑上访问 Jenkins Dashboard 并且能查看到所有构建任务的状态,可是所有的构建任务永远都不会完成。这个就是因为 Jenkins 默认在系统启动之后就自动启动了,感谢 LaunchDaemons,所以可以访问 Jenkins Dashboard 页面。但是由于未成功登录账号,Unity Editor 无法正常执行其提供的命令行,最终所有的构建任务全 Hang 住了,通过 GUI 登入用户账号之后恢复正常(通过 Remote Desktop 输入用户的密码登入也行,但是必须登入用户账号)。

这个问题我的理解是这样的,由于 Unity Editor 是在当前登入的用户(developer:wheel)下安装的,所以通过 Jenkins 调用 Unity Editor 的命令行也需要使用当前登入的用户来调用,才有权限能执行 Untiy Editor 的命令行。然而通过 pkg 文件的方式安装的 Jenkins 会自动创建一个名为 jenkins 的用户,所在组也是 jenkins。在 jenkins 用户空间中执行的 Jenkins 服务再调用 Unity Editor 的命令行肯定也是在 jenkins:jenkins 用户空间下执行的,而 jenkins 用户组应该是没有权限调用 Unity Editor 的命令行,所以出现了上面提到的整个构建任务 Hang 住的情况。

如果在通过 pkg 文件安装了 Jenkins 之后不做任何调整,直接配置好构建任务,然后点击 Build Now 直接开始构建,我们会发现前面拉取代码的流程都是正常的,但是 Unity 的图标却一直不显示在 macOS 的桌面 Docker 栏上(我们知道虽然调用 Unity Editor 的命令行不会显示 Unity Editor 的窗口,但是在 Docker 栏上还是会显示 Unity 的图标的,这个我们可以直接执行一下 /Applications/Unity/Unity.app/Contents/MacOS/Unity -batchmode -quit -projectPath [Unity 工程路径] -executeMethod [public 的 static 无参方法] 命令来验证一下,详细可以参考 Unity 的命令行使用方法官方文档),所以我们可以确认 Unity Editor 的命令行压根就没有执行,接下来我们就要做些调整来让 Jenkins 成功构建 Unity 工程。

1. 修改 LaunchDaemons 目录下 Jenkins 启动配置 plist 文件

执行 sudo launchctl unload /Library/LaunchDaemons/org.jenkins-ci.plist 命令,先将安装完之后默认自动启动的 Jenkins 服务关掉,然后使用文本编辑器打开 /Library/LaunchDaemons/org.jenkins-ci.plist 文件,找到 <key>GroupName</key> 将其下方一行中的 <string>daemon</string> 修改为 <string>wheel</string>,找到 <key>UserName</key> 将其下方一行中的 <string>jenkins</string> 修改为 <string>developer</string>,然后保存该文件。

由于我们没有修改 /Library/LaunchDaemons/org.jenkins-ci.plist 文件中 JENKINS_HOME 的配置,也没有修改 /Library/Preferences/org.jenkins-ci.plist 文件中 JENKINS_HOME 的默认配置,所以目前 Jenkins 还是会使用 /Users/Shared/Jenkins/Home 作为其主目录,使用 /Users/Shared/Jenkins/tmp 作为其临时目录,Jenkins 的日志将会输出到 /var/log/jenkins/jenkins.log 文件。

这些目录和文件在 Jenkins 安装成功之后就都创建出来了,并且都是使用 jenkins:jenkins 用户创建的,但是由于上面我们提到的问题,我们现在需要使用 developer:wheel 这个用户来启动 Jenkins,也就意味着我们需要把 Jenkins 可能用到的所有目录和文件的所有者修改为 developer:wheel 用户,这样 Jenkins 启动的时候才不会出现问题。所以我们需要依次执行以下命令:
sudo chown -R developer:wheel /Users/Shared/Jenkins
sudo chown -R developer:wheel /var/log/jenkins
将相关的目录和文件的归属修改为 developer:wheel 用户,然后再执行一下 sudo launchctl load /Library/LaunchDaemons/org.jenkins-ci.plist 命令,启动 Jenkins 服务,然后在浏览器中输入一下 http://192.168.200.99:8080 测试一下。

2. 疑难杂症

如果按照以上的流程进行操作出现了问题,这当然是很有可能的,毕竟每个人的电脑的软硬件环境各不相同,这里就把我自己遇到的一些问题罗列一下,以供参考。

  • 用于启动 Jenkins 的用户跟安装 Unity 的用户不是同一个,导致在 Jenkins 中正确配置了所有的参数后,无法正常编译 Unity 工程,这个问题需要我们保证 Jenkins 跟 Unity 是在同一个用户空间下运行的,详细方法见上一步;
  • 按照上述的步骤安装和设置好了 Jenkins 之后依然无法启动,那么可以尝试查看一下 /var/log/jenkins/jenkins.log 文件中的日志信息,如果启动出错的话,通常错误日志以及相关的异常信息都会输出到这里的,但是如果你看到 jenkins.log 文件中有类似 logfile turned over 之类的字眼的时候,先把 Jenkins 服务关闭,然后把整个 /var/log/jenkins 目录删了再自己手动创建一个 jenkins 目录,在新建的 jenkins 目录下创建一个 jenkins.log 文件,再重新启动 Jenkins 服务就好了;
  • 如果想调整 Jenkins 启动的参数,例如日志文件的位置和 Jenkins 的 Home 目录等等,咱们可以通过文本编辑器编辑 /Library/LaunchDaemons/org.jenkins-ci.plist 文本文件,或者通过 defaults 命令修改 /Library/Preferences/org.jenkins-ci.plist 这个加密的配置文件,详细的教程可以参考 Jenkins 的官方 Wiki。记住这两个文件是有区别的哦,别使用 defaults 命令去修改 /Library/LaunchDaemons/org.jenkins-ci.plist 这个文件哦,否则这个文件被改成加密的 plist 文件后(使用 defaults 命令行貌似编辑后的 plist 文件貌似都是加密的),launchctl 不认识了就得重装 jenkins 了,如果怕操作出错可以在编辑前先备份一下这个文件。

如何正确地使用 Unity3D 中的 Bounds.Encapsulate 方法

在我们的游戏中有个很简单的需求,有一个物体 A 挂有所有控制的脚本,所有点击的处理逻辑代码都在这些脚本里头,在某个时机需要在物体 A 上再挂上一个武器物体 B,武器物体 B 有自己的 BoxCollider,原有的物体 A 也有自己的 BoxCollider,为了简单起见我的想法是当我把物体物体 B 挂到 物体 A 上的同时,我就将 A 物体的 BoxCollider 的 bounds 调整一下尺寸,让其能将物体物体 B 的 BoxCollider 给包含进来就好了,然后我再将武器物体 B 的 BoxCollider 给关闭。

看起来这个需求一点都不复杂呢,对伐?所以我就简单的这样写了以下的代码:

然而毛用都木有呢,mBaseCollider 在调用了 Encapsulate 方法之后,自身的尺寸并没有发生任何变化,当然前提肯定是 mSkillCollider 自身的 bounds 肯定不在 mBaseCollider 的 bounds 范围内的,那么问题是什么呢?

一开始,我以为是 mSkillCollider 自身的 GameObject 当前不是 Active 的导致了获取到的 bounds 是空的,毕竟在 Unity3D 的官方文档里头有这么一段嘛:

可是试了很多次依然不行,最后发现 Bounds 这货只是一个结构体,而且 Unity3D 对它的处理跟对 Transform 的 Position 的处理类似,而且更严格。首先我们不能直接修改 Bounds 结构体里头的 center 和 size 属性都不能直接设置,而且 BoxCollider 的 bounds 属性也不能直接设置。

由此我们可以推断 BoxCollider 的 bounds 属性每次调用都是复制了一个 Bounds 结构体出来,所以后续我们调用 Encapsulate 方法实际上操作的 Bounds 结构体已经跟 BoxCollider 自身没有关系了,这样就造成了我们即便调用了 Encapsulate 方法,BoxCollider 自身的 Bounds 尺寸并无任何变化的原因。如果我们想修改 BoxCollider 的 Bounds 尺寸,那么我们就应该是先获取 BoxCollider 的 Bounds 存起来,然后针对这个 Bounds 结构体进行操作,操作结束后,将该 Bounds 的数值反算回去,将反算出来的数值设置给 BoxCollider。

最终的代码就是这个样子的

测试一切正常了,BoxCollider 如我所愿地调整了自身的尺寸,并将 skillCollider 的 bounds 也给包围住了。

Unity3D Editor 中加载移动平台的 AssetBundle 资源显示出错的解决方法

注意:本文的测试环境为 Mac OSX 、Unity 4.6.9,Unity 5 在 AssetBundle 上做了诸多调整,因未实际测试不保证测试效果会相同。


在 Unity3D 项目开发的过程中,我们肯定会遇到需要使用 AssetBundle 的时候,而且这货还确实应用之处满多的,今天咱们不展开聊 AssetBundle 能干嘛了 ,咱们把重点放到 Unity Editor 加载移动平台的 AssetBundle 资源之后,显示出现错误的问题。我们直接来看一下对比图,快速了解一下我们要解决的问题:

asset bundle-miss-shader assetbundle-with-shader

两个效果图一对比,我们马上就明白了,我们碰到的问题是左侧这个显示成粉色/紫色的这个图片呈现出来的,而右侧这个图呈现的就是我们想要的效果。

第一步,让我们来明确这个问题的定义:

  1. 首先需要说明的一点,这个问题只在 Unity Editor 下出现,在 iOS 和 Android 平台的设备上运行并不会出现这个问题,也就是该问题不影响游戏在移动设备真机上运行,只是让我们在开发的过程中感到很迷惑和无奈;
  2. 对于 Unity 系统 built-in 的那些 Shader 也不会出现这个问题,只针对我们自行编写的 Custom Shader 会出现这个问题;

第二步,让我们来确定如何重现这个问题,通常找到重现问题的方法也就找到了问题的根源所在了:

  1. 新建一个 Custom 的 Shader,咱们可以直接把 Unity 官方提供的 Shader 源码包给下载下来,然后直接修改其中的 Diffuse Shader,咱们不做任何其他改动,就简单的改两个 Property 的 Name 就好了;
  2. 将新建的 Custom-Diffuse Shader 应用于场景中某个 3D 对象的 Material 上,然后将该对象保存为 Prefab 文件;
  3. 将该 Prefab 文件打包成 AssetBundle 资源文件,打包选项为 BuildAssetBundleOptions.CollectDependencies|BuildAssetBundleOptions.CompleteAssets,编译目标设置为 Android 或者 iOS ;
  4. 新建一个空的 Unity 工程,将上一步中打包出来的 AssetBundle 文件放到 Assets/StreamingAssets 目录下,然后通过 WWW 或者通过读取文件内容字节数组后创建 AssetBundle,然后将该 AssetBundle 资源中的 Prefab 读取出来并实例化到场景中,最终我们看到的效果就是上面左侧图片呈现的情况。

第三步,找到重现的方法了,接下来就是探究问题根源了,我们可以先做几个假设,问自己几个问题:

  1. 如果不使用自己编写的 Shader,直接给 Prefab 中的 3D 对象设置一个 built-in 的 Shader,是不是就不会出现这个问题了?
  2. 如果自己编写的 Shader 中加入 Fallback “Diffuse” 代码片段之后,是否可以挽回这个显示成粉色/紫色的情况,转而使用 Unity built-in 的 Diffuse Shader 进行渲染呢?

经过测试之后,上面两个问题的答案如下:

  1. 使用 Unity built-in 的 Shader 确实不会出现丢失 Shader 导致显示错误的问题;
  2. 加入 Fallback “Diffuse” 代码片段后的 Custom Shader 不会出现丢失 Shader 之后显示成粉色/紫色的情况,但是会直接使用 Unity built-in Diffuse 的 Shader 进行渲染,跟我们在 Custom Shader 中编写的渲染逻辑半毛钱关系都木有。

至此,我们大体可以确定就是我们打包到指定 BuildTarget 平台上的 AssetBundle 中的 Prefab 资源中使用的 Shader 是成功被打包进去了,因为从上面的第二个问题中,我们能确定 Fallback 语句是生效的,如果我们想确认得更明确一些,我们可以把 Fallback 中指定的 Shader 更换为其他的 built-in 的 Shader 再试试看效果,相信我木有错滴。

既然我们现在已经确定了 Shader 是成功编译后打包进了 AssetBundle 中,那么我们可以看看直接读取 AssetBundle 资源然后初始化 Prefab 之后,这个出问题的 3D 对象使用的 Shader 是个什么情况,以及正常情况下的 Shader 应该是啥情况:

shader-in-assetbundle-for-ios shader-in-assetbundle-for-osx

上面两个图片是我们已经找到问题之后针对出现渲染错误和正确渲染两个情况打包的两个 Shader 在 Editor 中运行时通过点击 3D 对象的 Material 组件 Inspector 面板右侧的 Edit 按钮进入的 Shader 的 Inspector 面板。由此我们可以看到我们在 OSX 系统下的 Unity Editor 中使用针对 iPhone 平台打包的 AssetBundle 中的 Shader 在运行时有一个警告输出,而使用针对 OSX 平台打包的 AssetBundle 中的 Shader 就一切正常。

那么我们再来看看这个警告的信息是啥意思呗,No subshaders can run on this graphics card,这个信息也很明确,就是说在你当前的这个显卡上没法执行这个 AssetBundle 中打包的 Shader 中的 subshader。噢,原来如此,针对移动平台打包的 Shader 应该是针对移动设备显卡进行适配和优化的,因为它们通常都是基于 OpenGL ES 标准的,而 Windows 和 OSX 分别是机遇 Direct X 和 OpenGL 的,这也就说得通了。

但是我们还会问一个问题,那就是我明明已经将我的 Unity Editor 的 Build Setting 设置为了目标移动平台,例如 iOS 或者 Android 了啊,为啥加载 AssetBundle 中的 Shader 进行显示时,这个 Unity Editor 就不能按照在手机上的机制来加载这个 AssetBundle 中的 Shader 资源并进行渲染呢?好吧,你把我问住了,实际上我也并不知道为什么 Unity 没有这么做,跪了。那我们就放狗搜索一下吧,最终我找到了两篇不错的文章,咱们先来看 这篇点睛之文 ,这个讨论中有一个名字叫 superpig(超猪)的 Unity 官方的哥们写了以下两个回复:

Just to be clear: this is not one single bug.

The pink material stuff just means there was a problem setting up the material and/or shader. There’s a bunch of ways this can happen. Two of them include:

  • Loading bundles on one platform that were built for another. For example, if you build your bundles for iOS and then try loading them on PC, it won’t work because PC needs the Direct3D versions of the shaders and the bundle won’t contain those (because there is no Direct3D on iOS). To fix this you just need to make sure that the bundles you are loading were built for the platform you are loading them on.
  • Failing to load the bundle that contains your shader (or loading it after the one with the material in). As of Unity 5.0 the AssetBundle pipeline will calculate the dependencies between the bundles, but it won’t automatically load the bundles for you (because in general it has no idea where to get them from). To fix this you just need to load all the required bundles, and you need to do it in the correct order. The AssetBundleManager demo project on the Asset Store demonstrates how you can use the AssetBundleManifest to implement your own automatic dependency loading.

We can and will improve the error reporting around these scenarios, but in both cases there is no engine ‘bug’ per se – just a relatively unhelpful failure behavior.

So, if you are still facing this issue, and neither of the mistakes described above fix your problem, please file a bug report instead of assuming that somebody else has done it – because it is very likely that their problem is not the same as yours exactly, and their problem will get fixed, but yours will not because it’s actually a different case.

——————– 我是两个不同论坛回复内容的分割线 ——————

Switching the platform to Android won’t work. If your Editor is running on Windows, you need a Windows version of the bundle. If it’s Mac, you need a Mac version. It doesn’t matter which platform is your active build target platform.

我把重点的内容标红了一下,看完了这两段回复之后,我们终于搞清楚了 Unity 对于 AssetBundle 中编译打包的 Shader 是个什么处理机制了,这就因为着我们在 Unity Editor 中如果需要正确加载 AssetBundle 中 Shader 并进行渲染的话,我们就需要使用针对我们 Unity Editor 所在的宿主系统环境进行打包,例如我们使用的是 Windows 系统下的 Unity Editor 那么就需要使用针对 Windows 平台打包的 AssetBundle,对于 OSX 系统也是一样的。

至此我们就可以再赶紧验证一下看看素不素这个鬼样子的,建议在资源很少的工程中单独进行实现,因为我知道你们的 Unity Editor 现在肯定是在某个移动平台的 Build Setting 下的,这样贸然打包一个非移动平台的 AssetBundle 会直接触发 Unity Editor 整个的 Switch Platform 操作,我想你肯定不会想这样的,我们都已经被 Unity Editor 这个切换平台耗费过很多生命了。最终测试通过,确实如这位「超猪」先生所说的。


本文原本到这儿呢,就应该结束了,对不对捏?嗯,是的,但是我还有些话需要说,那就是我自己在碰到这个问题的时候我第一时间也放狗搜索了,找到了很多类似的解决方案,大部分都说可以通过在加载 AssetBundle 资源成功之后,将其中的 Material 资源读取出来,然后将这些 Material 使用的 Shader 重新设置一遍,然后就可以了(其实在放狗之前,我自己已经发现可以通过自己手动地在 Editor 中对这些显示出错的 Material 指定一下 Shader 就可以让其正确显示了)。那么这个问题的根源是啥呢?把这个归结为 Unity 的 Bug?显然,这样是一种很不负责任的做法,因为我只用了一个很简单的测试就把这个 Hack Fix 给推翻了,并且确定了这并非 Unity 的问题。

测试这个 Hack Fix 是否真正触及到问题的根源很简单。

首先,我们准备一个工程用于创建 AssetBundle 资源,名为 CreateAssetBundle,在这个工程里头我们只放我们需要打包的 Model、Texture、Material 和 Shader 等资源文件,然后创建一个使用了这些资源的 Prefab 文件,再将我们创建出来的 Prefab 文件打包成为 AssetBundle 文件,这样我们就准备好了一个可用的 AssetBundle 文件了,对伐。

接下来,我们创建一个新的空工程,只把上一步中打包出来的 AssetBundle 资源放到 Assets/StreamingAssets 目录下,然后我们读取这个 AssetBundle 资源,取出里头的 Prefab 资源,在场景中实例化一下,并且使用下面这段 Hack Fix 代码:

然后你会发现,WTF,根本就是然并卵嘛,说好的自行车呢?那么我们再来问问自己,这段代码最核心的是啥?

就是使用 Shader.Find (string name) 方法重新按照我们 Prefab 中指定使用的 Shader 名称在整个程序内容空间中查找了一次 Shader,然后如果成功找到的话,就将其重新设置给我们从 AssetBundle 中读出来的 Material 对象,对伐?那么为何网上那么多的人都说这个解决了他们的问题呢?而且然后就没有然后了呢?

咱们来想想我们为啥会碰到出现在 Editor 中出现加载了 iOS 或者 Android 平台的 AssetBundle 资源呢?也就是我们还是在开发的过程中,我们已经将某一部分资源针对移动平台打包了,这些资源中会把我们在工程中的 Shader 文件一并编译打包,但是我们的工程中的 Shader 文件并不会移除,所以在 Editor 中运行游戏时,当我们出现了因为 Editor Host 不支持针对移动平台编译的 AssetBundle 中的 Shader 渲染的情况时,我们通过了一个上面代码中的 Hack 的手段,使用了 Shader.Find 方法,而且这个方法查找到的就只是工程中未编译的 Shader,根本就不会去我们加载的 AssetBundle 中加载,实际上是在运行时将游戏中的 Materail 中使用的 Shader 偷换成了我们工程中的 Shader,而这些 Shader 并未编译成某个移动平台的,在 Editor Host 环境下肯定是可以正常渲染的,否则我们早都发现渲染不对了。这就是为何我需要创建一个新的空的工程来测试我们打包出来的 AssetBundle 资源,这样我们就可以保证我们在工程中不会有同名的 Shader,如此一来这个 Shader.Find 方法肯定是找不到同名的 Shader 了,因为我们这个工程就只有一个 AssetBundle 资源,由此我们就找到了整个问题的各个根源,同时也对网上很多解决方案中提出来的 Hack 方法也提出了疑问并做出了自己的解答。

不过话再说回来,如果为了省事避免维护多个不会使用到的平台的 AssetBundle(通常我们的游戏都只会在 Android 和 iOS 平台发布,实际上 Windows 和 OSX 平台下的 AssetBundle 就没有什么必要维护了),这个 Hack 还是可以用的,但是我们还是要搞清楚为啥这个东西是可用的,下次如果碰到类似的问题或者不是 Shader 的问题,至少也可以提供一个正确的思考方式和参考。

Unity3D 中粒子特效不在摄像机渲染范围内 Play 之后导致特效延时播放的解决方法

从项目启动之初,我们就引进了 PoolManager 插件来做诸多对象的缓存,防止游戏中对象的频繁 Instantiate 和 Destroy,造成不必要的性能问题。PoolManager 是一个非常成熟的插件,也提供了很多非常友好的接口以供开发者使用,其中也有针对 ParticleSystem 对象的 Spawn/Despawn 机制,所以我们就很自然的使用了 PoolManager 插件来管理整个游戏中的所有特效对象。

对于特效对象,我们游戏中的管理逻辑大体如下:
particle_system_spawn_pool_management

也就是说我们的粒子特效对象是重用的,在每次重新被 Spawn 出来的时候都会重新调用一次 Play 方法来重新播放这个粒子特效,这个方案看上去很正常有木有?确实没有啥硬伤对吧。

但是在我们实际的测试过程中,我们很早就发现了一个很奇怪的问题,就是偶尔场景中会出现一些不应该出现的技能特效。例如,在场景中偶遇到一个小怪,小怪在攻击的过程中玩家控制主角快速跑开了(主摄像机一直跟随主角),然后灯小怪的攻击结束之后,主角再次跑回到小怪面前进行战斗,然后此时偶尔就会看到小怪并没有在进行任何攻击,只是在战斗待机或者移动,但是屏幕上会凭空播放一些这个小怪的攻击技能对应的特效(其实找到这个问题重现的方法,也就是这个 Bug 的规律也是费尽心思啊,想想看这货都存在快 TMD 一年了,直到现在我才真正地捉到它)。

既然已经找到了重现的方法,也清楚了 Bug 出现的规律,也就是当小怪释放技能时(技能动作带有技能粒子特效),由于主角的移动导致摄像机跟着主角在场景中移动,最终小怪释放的技能粒子特效并不在摄像机的 Culling 区域中,而此时我们通过了 PoolManager 插件 Spawn 出来了一个新的粒子特效,然后调用了 ParticleSystem 的 Play 方法来播放粒子特效。我们预想的是该粒子特效在我们调用 Play 之后就会播放,然后就交给 PoolManager 自行管理就好了(PoolManager 插件会监听粒子是否已经完全发射/播放结束,如果是,就会将这个粒子对象 Despawn 掉,放回到 PoolManager 中对应的 SpawnPool 中以备后续再次使用)。

问题就出在这里,PoolManager 中监听粒子对象是否完全发射/播放结束的方法是通过轮询 ParticleSystem 的 IsAlive 方法来进行判断的,代码如下:

这个 IsAlive 判断就是问题的关键,经过测试我们发现了一个 Unity3D 的机制,当我们首次将 PartileSystem 对象 Instantiate 出来时,不论其是否在摄像机的 Culling 区域内,调用 ParticleSystem 的 Play 方法或者将其 playOnAwake 设置为 True 都会播放该 ParticleSystem 对象。而在其首次 Instantiate 之后,再次调用 Play 方法来播放该粒子特效时,如果粒子不在任何一个 Camera 的 Culling 区域内(包括 Culling Layer Mask 是否相符以及是否在 Camera 的可视范围内),实际上粒子并不会发射,直到其进入到某个 Camera 的 Culling 区域内才会触发粒子的发射(实际在 Unity Editor 中测试的时候,最终发现粒子进入 Scene Window 的可视区域和 Game Window 的可视区域都会触发粒子的发射,实际上 Scene Window 的 Preview 就是有一个我们不可见的 Camera 在进行渲染)。此处需要说明的是以下两点:

  1. Unity 版本为 4.6.9f1;
  2. 粒子特效的 Renderer Mode 是 Billboard。

至此,我们终于完全弄明白了为什么会出现某些技能的粒子特效无端地在场景里播放了,原因就是因为该特效在 Instantiate 出来调用过一次 Play 方法之后(由于我们所有的特效默认 playOnAwake 属性都是 true,所以我们通过 PoolManager 加载的粒子特效的 Prefab 实际上在首次 Spawn 之前都已经自动调用过一次 Play 方法了),再次调用 Play 方法来播放该粒子特效的时候,该粒子特效所处的坐标位置并不在主摄像机的 Culling 区域内,所以根本就不会触发粒子的发射而是在等候下次进入摄像机的 Culling 区域时再触发。在我们游戏中的最终表现就是在屏幕边缘与小怪发生战斗,当小怪释放技能的时候快速往小怪的反方向移动,等着小怪来追击,我们再折返跑回刚刚与小怪发生战斗的地方,这个时候我们就能看到几个小怪的技能特效凭空在场景中自动播放了,真乃煞是奇妙啊。

好吧,说了这么多,那么我们既然知道是这个原因了,那么怎么解决呢?我们看到了  ListenForEmitDespawn 方法中有一个针对粒子特效在 Spawn 出来之后时间的检测,其检测粒子对象自 Spawn 以来的时长是否超出 SpawnPool 中定义的最大 Despawn 时长,跟实际的粒子对象并无直接关系,而且即便该粒子对象 Spawn 出来的时长已经超出最大的 Despawn 时限,也只是会简单地输出了一个警告的 Log 信息。

那么我们自己的处理逻辑应该是怎样的呢?我的处理方法是在粒子对象被 Spawn 出来之后,除了通过其自身的 IsAlive 方法来检测该粒子对象是否还是激活状态,在其 Spawn 出来的同时就启动一个 Coroutine 用来检测其自 Spawn 出来的时长是否超出 ParticleSystem 的 duration 设置值,如果已超出,那么就将其 Clear 并且 Stop,然后再将其 Despawn 掉。依次修改后的 ListenForEmitDespawn 方法如下: