有了Unity3D，在2018年版本中，就可以使用本机（适用于Unity）ECS系统，该系统以Job System的形式添加了多线程功能。 互联网上的资料很少（Unity Technologies本身的几个项目和YouTube上的一些培训视频）。 我试图实现ECS的规模和便利性，使它成为一个没有立方体和按钮的小型项目。 在此之前，我没有设计ECS的经验，因此花了两天的时间研究材料并使用OOP重建思维，花了一天的时间来欣赏这种方法，又花了一两天的时间来开发项目，与Unity战斗，提取头发和烟雾样本。 本文包含一些理论知识和一个小的示例项目。
ECS的含义很简单-一个实体（
Entity ）及其组件（
Component ），这些
组件由系统（
System ）处理。
精华液
实体没有逻辑，仅存储组件（非常类似于旧的CPC方法中的GameObject）。 在Unity ECS中，为此存在Entity类。
组成部分
组件仅存储数据，有时根本不包含任何内容，并且是系统处理的简单标记。 但是他们没有任何逻辑。 继承自ComponentDataWrapper。 可以由另一个线程处理（但有细微差别）。
系统
系统负责处理组件。 在输入时，他们从Unity接收给定类型的已处理组件列表，并且在重载方法（Update，Start，OnDestroy的模拟）中，出现了游戏机制的魔力。 继承自ComponentSystem或JobComponentSystem。
工作系统
允许并行处理组件的系统机制。 在OnUpdate系统中，将创建一个Job结构并将其添加到处理中。 在无聊和空闲资源的时刻，Unity将处理结果并将其应用于组件。
多线程和Unity 2018
所有Job System工作都在其他线程中进行，并且标准组件（Transform，Rigidbody等）不能在除主线程之外的任何线程中更改。 因此，在标准包装中，有兼容的“替换”组件-位置组件，旋转组件，网格实例渲染器组件。
这同样适用于标准结构，例如Vector3或四元数。 用于并行化的组件仅使用添加到Unity.Mathematics命名空间中的最简单的数据类型（float3，float4，就是这样，图形程序员会满意的），还有一个用于处理它们的数学类。 没有字符串，没有引用类型，只有铁杆。
“告诉我代码”
所以，该移动一些东西了！
创建一个存储速度值的组件，该组件也是移动对象的系统的标记之一。 Serializable属性允许您设置和跟踪检查器中的值。
速度组件[Serializable] public struct SpeedData : IComponentData { public int Value; } public class SpeedComponent : ComponentDataWrapper<SpeedData> {}
使用Inject属性，系统获得的结构
仅包含存在所有三个组件的那些实体的组件。 因此，如果某些实体具有PositionComponent和SpeedComponent组件，但没有RotationComponent，则该实体将不会添加到进入系统的结构中。 因此，可以通过组件的存在来过滤实体。
运动系统 public class MovementSystem : ComponentSystem { public struct ShipsPositions { public int Length; public ComponentDataArray<Position> Positions; public ComponentDataArray<Rotation> Rotations; public ComponentDataArray<SpeedData> Speeds; } [Inject] ShipsPositions _shipsMovementData; protected override void OnUpdate() { for(int i = 0; i < _shipsMovementData.Length; i++) { _shipsMovementData.Positions[i] = new Position(_shipsMovementData.Positions[i].Value + math.forward(_shipsMovementData.Rotations[i].Value) * Time.deltaTime * _shipsMovementData.Speeds[i].Value); } } }
现在，包含这三个成分的所有对象将以给定速度向前移动。
很简单 尽管花了一天的时间来考虑ECS。
别说了 这里的工作系统在哪里？
事实是没有什么足以使用多线程的。 休息时间！
我从样本中提取了产生预制件的系统。 从有趣的地方开始-这是一段代码：
扳手 EntityManager.Instantiate(prefab, entities); for (int i = 0; i < count; i++) { var position = new Position { Value = spawnPositions[i] }; EntityManager.SetComponentData(entities[i], position); EntityManager.SetComponentData(entities[i], new SpeedData { Value = Random.Range(15, 25) }); }
因此，让我们放置1000个对象。 仍然无法在GPU上实例化网格。 5000-也大约 我将展示50,000个对象的情况。
实体调试器已出现在Unity中，显示每个系统花费多少毫秒。 可以在运行时直接打开/关闭系统，以查看它们处理的对象，通常是不可替代的。
该工具以15 fps的速度进行记录，因此整个要点位于系统列表中的数字中。 我们的MovementSystem尝试移动每帧中的所有50,000个对象，并且平均在60毫秒内执行一次。 因此，现在游戏已经足够优化。
我们将JobSystem固定在运动系统上。
改进的运动系统 public class MovementSystem : JobComponentSystem { [ComputeJobOptimization] struct MoveShipJob : IJobProcessComponentData<Position, Rotation, SpeedData> { public float dt; public void Execute(ref Position position, ref Rotation rotation, ref SpeedData speed) { position.Value += math.forward(rotation.Value) * dt * speed.Value; } } protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps) { var job = new MoveShipJob { dt = Time.deltaTime }; return job.Schedule(this, 1, inputDeps); } }
现在，系统从JobComponentSystem继承，并在每个框架中创建一个特殊的处理程序，Unity将相同的3个组件和deltaTime传输到该处理程序。
0.15毫秒（峰值为0.4，是）与50-70！ 5万个物件！ 我在计算器中输入了这些数字，以回应他露出一张快乐的脸。
管理学
您可以无休止地看着飞球，也可以在飞船之间飞翔。
需要滑行系统。
旋转组件已经在预制件上，创建一个用于存储控件的组件。
控制组件 [Serializable] public struct RotationControlData : IComponentData { public float roll; public float pitch; public float yaw; } public class ControlComponent : ComponentDataWrapper<RotationControlData>{}
我们还需要一个播放器组件（尽管一次操纵所有5万艘飞船不是问题）
PlayerComponent public struct PlayerData : IComponentData { } public class PlayerComponent : ComponentDataWrapper<PlayerData> { }
马上，用户输入阅读器。
用户控制系统 public class UserControlSystem : ComponentSystem { public struct InputPlayerData { public int Length; [ReadOnly] public ComponentDataArray<PlayerData> Data; public ComponentDataArray<RotationControlData> Controls; } [Inject] InputPlayerData _playerData; protected override void OnUpdate() { for (int i = 0; i < _playerData.Length; i++) { _playerData.Controls[i] = new RotationControlData { roll = Input.GetAxis("Horizontal"), pitch = Input.GetAxis("Vertical"), yaw = Input.GetKey(KeyCode.Q) ? -1 : Input.GetKey(KeyCode.E) ? 1 : 0 }; } } }
除了标准的Input，还可以有任何喜欢的自行车或AI。
最后，处理控件和转弯本身。 我面临着尚未实现math.euler的事实，因此对Wikipedia的快速突袭使我免于从Euler的角向四元数的转换。
ProcessRotationInputSystem public class ProcessRotationInputSystem : JobComponentSystem { struct LocalRotationSpeedGroup { public ComponentDataArray<Rotation> rotations; [ReadOnly] public ComponentDataArray<RotationSpeedData> rotationSpeeds; [ReadOnly] public ComponentDataArray<RotationControlData> controlData; public int Length; } [Inject] private LocalRotationSpeedGroup _rotationGroup; [ComputeJobOptimization] struct RotateJob : IJobParallelFor { public ComponentDataArray<Rotation> rotations; [ReadOnly] public ComponentDataArray<RotationSpeedData> rotationSpeeds; [ReadOnly] public ComponentDataArray<RotationControlData> controlData; public float dt; public void Execute(int i) { var speed = rotationSpeeds[i].Value; if (speed > 0.0f) { quaternion nRotation = math.normalize(rotations[i].Value); float yaw = controlData[i].yaw * speed * dt; float pitch = controlData[i].pitch * speed * dt; float roll = -controlData[i].roll * speed * dt; quaternion result = math.mul(nRotation, Euler(pitch, roll, yaw)); rotations[i] = new Rotation { Value = result }; } } quaternion Euler(float roll, float yaw, float pitch) { float cy = math.cos(yaw * 0.5f); float sy = math.sin(yaw * 0.5f); float cr = math.cos(roll * 0.5f); float sr = math.sin(roll * 0.5f); float cp = math.cos(pitch * 0.5f); float sp = math.sin(pitch * 0.5f); float qw = cy * cr * cp + sy * sr * sp; float qx = cy * sr * cp - sy * cr * sp; float qy = cy * cr * sp + sy * sr * cp; float qz = sy * cr * cp - cy * sr * sp; return new quaternion(qx, qy, qz, qw); } } protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps) { var job = new RotateJob { rotations = _rotationGroup.rotations, rotationSpeeds = _rotationGroup.rotationSpeeds, controlData = _rotationGroup.controlData, dt = Time.deltaTime }; return job.Schedule(_rotationGroup.Length, 64, inputDeps); } }
您可能会问，为什么不能像MoveSystem中那样一次将3个组件传递给Job？ 因为。 我为此苦苦挣扎了很长时间，但是我不知道为什么它不能那样工作。 在示例中，转弯是通过ComponentDataArray实现的，但我们不会退缩。
我们将预制件扔到舞台上，挂上组件，绑上相机，设置无聊的墙纸，然后出发！
结论
Unity Technologies的专家们朝着正确的多线程方向发展。 Job System本身仍然很潮湿（毕竟Alpha版是该版本），但是它非常有用，并且正在加速发展。 不幸的是，标准组件与作业系统不兼容（但与ECS单独不兼容！），因此您必须雕刻拐杖来解决此问题。 例如，来自Unity论坛的一个人为GPU实现了他的物理系统，并且取得了进步。
曾经使用带有Unity的ECS，例如，有一些繁荣的类似产品，
其中概述了最著名的产品。 它还描述了这种架构方法的利弊。
从我自己身上，我可以添加代码纯净度等优点。 我首先尝试在一个系统中实现运动。 依赖组件的数量迅速增长，我不得不将代码拆分为小型便捷的系统。 而且它们可以轻松地在另一个项目中重复使用。
项目代码在这里：
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