Unity 丨 避免用New来创建继承于MonoBehaviour脚本的对象

直接说最重要的一句话，在Unity中，继承于MonoBehavior的对象，要避免使用new关键字来创建，而必须使用AddComponent或Instantiate函数来创建，这种对象也要尽量避免使用构造函数，对应的初始化工作要在对应的Awake和Start函数中进行，原因后面再讲。

不要用New来创建继承于MonoBehaviour的对象
对于继承Mono的对象，如果强行使用new创建，得到的结果为null，可以看下面这个例子：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Item1 : MonoBehaviour
{
public int a;
}

public class Item2
{
public int b;
}

public class TestE : MonoBehaviour
{
string s;
private void Start()
{
Item1 item1 = new Item1();
Item2 item2 = new Item2();
}
}

Debug进去可以看到item1是null，而item2是可以被new出来的，如下图所示：

 

(顺便说一句，上图这里item1虽然显示的"null"，但并不意味着item1对象是null，有兴趣的可以看后面的附录)

MonoBehaviour的对象，只能用AddComponent或Instantiate来创建对象，如下所示

MyObject obj = null;
void Start()
{
obj = gameObject.AddComponent<MyObject>();
}

或者这么写：

public MyObject objPrefab;
MyObject obj;
void Start()
{
obj = Instantiate(objPrefab) as MyObject;
}

避免使用继承MonoBehaviour对象的构造函数
为什么尽量避免使用，可以看下面这个例子：

// 做一个测试的脚本
public class Test : MonoBehaviour
{
public Test()
{
Debug.Log("Constructor is called");
}

void Awake()
{
Debug.Log("Awake is called");
}

void Start()
{
Debug.Log("Start is called");

然后挂载到场景一物体下，点击Play，输出如下，可以看到Constructor被调用了两次，这显然不是我们想要的

甚至在退出游戏后，又调用了一次，如下图所示：

而且构造函数也不是在Unity的MainThread中调用的，如果我这么写代码

public Test()
{
Debug.Log("Constructor is called" + this.gameObject);
}

会报错：

ArgumentException: get_gameObject can only be called from the main thread.
Constructors and field initializers will be executed from the loading thread when loading a scene.
Don't use this function in the constructor or field initializers, instead move initialization code to the Awake or Start function.
ConstructorTest..ctor () (at Assets/ConstructorTest.cs:6)

为什么避免用new关键字来创建继承于MonoBehaviour的对象
使用的new的时候会报错（也有的Unity版本会给一个警告，但不报错）：

You are trying to create a MonoBehaviour using the 'new' keyword. This is not allowed. MonoBehaviours can only be added using AddComponent(). Alternatively, your script can inherit from ScriptableObject or no base class at all

很好奇为什么避免用new关键字来创建继承于MonoBehaviour的对象，这里先分析一下这些类的继承结构：

GameObject
在C#语言里，所有的对象都有一个源头，就是Object类，Unity里面写的C#脚本也不例外，但Unity里不止有C#的Object，还有类叫做GameObject，GameObject是继承于Object如下所示：

//
// Summary:
// Base class for all entities in Unity Scenes.
...
public sealed class GameObject : Object
{
...
}

从注释可以看出，GameObject是所有存在于Unity场景内的物体的基类，对于GameObject的对象或子类的对象A，我们都可以用new来创建对象A，然后场景对应的Hierarchy里能看到对应的GameObject

MonoBehaviour
再来分析MonoBehaviour，以下是该脚本的部分代码:

// Summary:
// MonoBehaviour is the base class from which every Unity script derives.
...
public class MonoBehaviour : Behaviour
{
...

MonoBehaviour是所有Unity脚本的基类，对于Behaviour类:

// Summary:
// Behaviours are Components that can be enabled or disabled.
...
public class Behaviour : Component
{
...

Behaviours属于Component，是一种组件，能够被启用或禁用，对于Conponent类：

// Summary:
// Base class for everything attached to GameObjects.
...
public class Component : Object
{
...

Component回到了UnityEngine.Object的怀抱

综合上述脚本可以看出，GameObject就是Unity在Scene里的实体，而MonoBehaviour，翻译过来叫做单一行为，更形象的说，叫做单一组件，在我理解，任何这种能挂载的，都是Component类的子对象，这也解释了为什么如果我们创建一个类，如果不继承于MonoBehaviour（或者说Component），这个脚本就无法作为Component组件，如下图所示：

打开这些组件对应的类的定义，都可以看到Component类的身影，如下图所示

 

理论上，如果想要创建脚本，作为挂载在Game Object上的组件，也可以不继承于MonoBehaviour，而是直接继承于Component，应该也是可以的，但是这样做，就无法禁用或启用该脚本，同时也无法正常执行该脚本的Start、Update等函数，但实际上不要这么做，因为这并不符合Unity设计MonoBehaviour的思路，牢记一点，Unity里作为Component用于挂载的脚本组件都应该继承于MonoBehaviour(The MonoBehaviour base class is the only base class from where you can derive your own components from)

总结原因
Unity的代码看似用的C#，实际上底层是翻译成C++使用的，所以不能完全从.Net的角度来看Unity的设计思路，Unity为什么这么设计语言，我也没有找到定论，这里只能做一个大概的猜测，猜测这么做的原因主要有两点：

在C#里，对于Object，用new关键字来创建对象，会调用该类的构造函数，但Unity引擎对于MonoBehaviour类的对象，需要利用其构造函数做一些引擎内的事情，所以不提倡使用new关键字调用其构造函数，而是用Awake和Start函数来代替构造函数的功能。举个例子，下面部分是MonoBehaviour在C#这边的部分源码，可以看到，引擎自己在里面使用了构造函数：
// MonoBehaviour.bindings.cs文件夹

namespace UnityEngine
{
// MonoBehaviour is the base class every script derives from.
[RequiredByNativeCode]
[ExtensionOfNativeClass]
[NativeHeader("Runtime/Mono/MonoBehaviour.h")]
[NativeHeader("Runtime/Scripting/DelayedCallUtility.h")]
public class MonoBehaviour : Behaviour
{
public MonoBehaviour()
{
ConstructorCheck(this);
}
...
}
}

把ScriptComponents组件统一用AddComponent或Instantiate函数来创建，可能是一种类似工厂模式的设计理念，旨在统一管理对象的创建。

相关的设计思路可以参考这些链接：
关于Unity与.NET的一些讨论：
https://forum.unity.com/threads/unity-is-not-net.544795/
关于Component的一些思考：
https://gamedevelopment.tutsplus.com/articles/unity-now-youre-thinking-with-components–gamedev-12492
其他的相关讨论：
https://answers.unity.com/questions/1667835/why-non-monobehaviour-classes-cannot-be-attached-a.html
https://answers.unity.com/questions/445444/add-component-in-one-line-with-parameters.html

附录
感谢评论区提醒：继承于MonoBehaviour的类，使用new得到的对象其实不是null，其method(在C#这边的)是可以调用的。

我跑了一些脚本，发现确实如此，搜了一下原因，这是C#的System.Object与Unity的UnityEngine.Object的不同导致的，可以看下面的截图，这里的item1其实并不是null，而是它的ToString()返回了一个"null"字符串，所以这里显示为"null"，这营造了一种item1是null的假象。不过，虽然在C#这边看，它不是null，而在C++这边看，它是null。

至于为什么是这样，原因比较复杂，这里简单说一下。

UnityEngine.Object是Unity里的特殊类，它不同于C#的System.Object，UnityEngine.Object会被Link到对应C++的对象上。比如说对于Camera这个Component，它继承于UnityEngine.Object类，其内部数据实际上在C++端，不在C#这边的Object上，C#这边可以当作一个handle处理的，可以通过C#上的handle找到C++端对应的数据。

当我使用new创建一个MonoBehaviour对象时，该对象在C#这边被创建好了，但是在C++这边的数据是没有的，像MonoBehaviour对象的enable这种field，是存在于C++端的，此时如果取C++端的数据，就会抛出异常。

举个简单例子：

// 我创建的SomeMonoBehaviour, 其实有两种函数和数据, 一种函数和数据放在C++端, 比如enabled数据
public class SomeMonoBehaviour : MonoBehaviour
{
// 第二种函数和数据放在C#端, 这些东西都是可以调用的(不过函数不一定调用会正确, 因为它的数据可能在C++端不存在)
internal bool someField;
}

public class Test : MonoBehaviour
{

[SerializeField]
// SomeMonoBehaviour在C#端的数据是由GC销毁的, 由于这里一直记录着引用, 所以someField的数据永远可以获取
private SomeMonoBehaviour someMonoBehaviour;

private void Update()
{
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))
{
Destroy(someMonoBehaviour);// 此函数会在走完这一帧之后, 销毁对应C++端的object
}

if (Input.GetKeyDown(KeyCode.F))
{
// 按了D以后再按F, 会抛出异常, 表示object已经被销毁了
Debug.Log(someMonoBehaviour.enabled);
}

if (Input.GetKeyDown(KeyCode.G))
{
// 按了D以后再按F, 会打印false
Debug.Log(someMonoBehaviour.someField);
}
}
}

这段代码会出现不同的结果，就是因为C++这边的对象通过Destroy销毁了，所以enabled属性不存在了，但是由于这里始终记录着someMonoBehaviour在C#端的引用，所以其在C#这边没有被GC掉，所以这一部分的数据，仍然是可以处理的，此时如果在代码监视窗口看someMonoBehaviour对象，打印的还是null，这是因为UnityEngine.Object里override了ToString函数：

namespace UnityEngine
{
public partial class Object
{
...

// Returns the name of the game object.
public override string ToString()
{
return ToString(this);
}
}

// ToString是一个C++的dll暴露出来的接口函数
[FreeFunction("UnityEngineObjectBindings::ToString")]
extern static string ToString(Object obj);

...
}

参考链接：https://docs.unity3d.com/2022.1/Documentation/Manual/overview-of-dot-net-in-unity.html
参考链接：http://blog.13pixels.de/2019/how-unity-destroys-objects/
参考链接：https://forum.unity.com/threads/object-is-null-but-i-can-access-a-property-without-a-null-reference-exception.439090/
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