孙广东 2018.5.20
关于Unity 2018的实体组件系统（通用名称ECS）二
将介绍如何在Unity上使用实体组件系统（通常称为ECS）。
这次的内容是Unity提供的ECS API的基本用法，一个小应用程序和并行化。
它不包括与Unity的GameObject / Component的合作，以及实际使用。
获取可以使用ECS的编辑器
Unity2018 和之后的版本都可以！
您可以从 https://github.com/Unity-Technologies/EntityComponentSystemSamples 下载官方的一个Demo。
之后，下载与您自己的操作系统匹配的编辑器并安装它。
创建一个可以使用ECS的项目
我将创建一个项目，但我无法使用ECS。
要启用ECS，需要两件事。
- 使使用 .NET 4.x
- 重写 manifest.json
正常启动Unity并打开 Edit> PlayerSettings> PlayerSettings。
之后，将Scripting Runtime Version脚本运行时版本更改为Stable (.net 4.x)。
接下来是重写manifest.json。
由于在项目的Root文件夹/ Packages中有一个名为manifest.json的文件，因此我们将按照https://github.com/Unity-Technologies/EntityComponentSystemSamples/blob/master/TwoStickShooter/Pure/Packages/manifest.json 与此处相同的方式重写内容。
准备工作完成。
最小的ECS项目
首先，尝试尽可能地构建最有意义的功能。
这次要组织的功能就是这样
- 统计每个帧
1、 没有使用 ECS的代码 ：
首先我会试着用MonoBehaviour来组织它。这是一个非常简单的代码。
编写完成后，您可以将Counter组件添加到适当的GameObject中。
| using UnityEngine; public class Counter : MonoBehaviour{ public int count; void Update () { count++; }} |
接下来，让我们对应于ECS。有三件事要做
它是什么？麻烦？ ECS就是这样
- CountData 计数的值
- CountSystem 实际计数
- ECSMain 实体
ComponentDatas.cs
| using Unity.Entities;
// 实体 public struct CountData : IComponentData { public int count; } |
CountSystem.cs
| using Unity.Entities;
public class CountSystem : ComponentSystem { // System所需的ComponentData列表 struct Group { public int Length; public ComponentDataArray<CountData> countData; }
[Inject] Group group; // 注入请求的ComponentData
// 调用每一帧 protected override void OnUpdate() { for(int i=0; i<group.Length; i++) { var countData = group.countData[i]; countData.count++; group.countData[i] = countData; } } } |
ECSMain.cs
| using UnityEngine; using Unity.Entities;
public class ECSMain : MonoBehaviour { void Start () { // 获取EntityManager var entityManager = World.Active.GetOrCreateManager<EntityManager>();
// 定义实体的原型 var sampleArchetype = entityManager.CreateArchetype(typeof(CountData));
// 实际上基于原型生成实体 entityManager.CreateEntity(sampleArchetype); } } |
之后，如果您将ECSMain附加到适当的对象并Play，则第一步完成。
在Play期间，打开Window > EntityDebugger，当它从Systems列表中找到CountSystem时，它会变白，并且如果实体存在 。
如果没有实体，那么您有可能在没有CountData的情况下创建实体，或者您没有首先创建实体。另外，如果您没有系统，则创建ComponentSystem的代码有问题。
一点评论
看以下内容。
对于每个角色的 ECS 是如下所示。
那么，首先ComponentData，这里重要的是struct（结构）并继承IComponentData。
将它用作ComponentData时，这两个都是必需的。
创建实体ECSMain是一种创建实体的翻译，但它从MonoBehaviour事件中调用它，等等。
正如你在注释中看到的那样，
- 获取EntityManager
- 创建实体原型
- 根据原型信息创建实体
这是一个流程。
似乎没有必要考虑ComponentData存储在原型中的顺序以及创建它的时机。只有内在的东西才是重要的。
最后一个关于CountSystem作为ComponentSystem。这是一个两部分组成。
- 组的定义
- 处理内容
首先是Group的定义和实际injection的代码。
ComponentDataArray包含（指向）请求组件的指针，而Length包含具有请求ComponentData的实体数目。
在 [Inject] 中，自动注入对请求组的引用。
下半部分代码... OnUpdate() 部分只需添加数字。请注意，组的内容是一个结构，因此您不能直接分配它。
增加系统的例子
接下来我会尝试增加系统。
如果计数器超出范围，则该过程的内容就像删除一样。
功能解释忽略了更多的效率。
ECS基本上由类似皮带输送机的流程任务组成，系统处理一些ComponentData并将其传递给下一个系统....
因此，“添加计数器并在计数器超出范围时移除计数器”
- 称为“实体包括计数器”的容器
- 向系统添加计数器
- 系统 检查计数器并丢弃它，如果它是无用的
为了实现这一点，我会再增加一些。
- Common ComponentData 获取范围
- 计数超出范围时删除实体的 系统
- CountSystem之间的依赖关系
代码在这里:
ComponentDatas.cs
| using Unity.Entities;
// 実体 public struct CountData : IComponentData { public int count; }
[System.Serializable] public struct RangeData : ISharedComponentData { public int min, max; } |
ECSMain.cs
| using UnityEngine; using Unity.Entities; using Unity.Collections;
public class ECSMain : MonoBehaviour { [SerializeField] RangeData range;
EntityArchetype sampleArchetype;
void Start() { var entityManager = World.Active.GetOrCreateManager<EntityManager>(); sampleArchetype = entityManager.CreateArchetype(typeof(CountData), typeof(RangeData)); }
private void Update() { if(Input.anyKey) { var entityManager = World.Active.GetOrCreateManager<EntityManager>(); var entity = entityManager.CreateEntity(sampleArchetype); entityManager.SetSharedComponentData<RangeData>(entity, range); } } } |
RangeSystem.cs
| using Unity.Entities; using Unity.Collections; using Unity.Jobs;
[UpdateAfter(typeof(CountSystem))] public class RangeSystem : ComponentSystem { struct Group { public int Length; public EntityArray entities; [ReadOnly] public ComponentDataArray<CountData> countData; [ReadOnly] public SharedComponentDataArray<RangeData> rangeData; }
[Inject] Group group;
protected override void OnUpdate() { for (int i=0; i<group.Length; i++) { var range = group.rangeData[i]; var data = group.countData[i]; if ( data.count > range.max || data.count < range.min ) { PostUpdateCommands.DestroyEntity(group.entities[i]); } } } } |
解释一下代码：
首先，我们添加了RangeData，它是用于范围判断的ComponentData。
但是，由于该“范围信息”在大多数数据中具有相同的值，因此使用对多个实体公用的IShardComponentData。
还添加了Serializable属性，以便可以使用Inspector进行设置。
ECSMain添加了这个CountData。
(1) 首先，RangeData显示在Inspector上，以便编辑，(2) RangeData作为类型添加到原型中，(3) RangeData设置在创建的Entity中。
之后，我们通过按下按钮来改变实体的类型。
最后是系统。
虽然它是一个系统，当它超出范围时删除实体......当然，它有必要获得“范围”。因此，在(2) 中，RangeData包含在组中。
在③中，使用DestroyEntity删除实体。
这里值得注意的是Update ① 和 [ReadOnly] 。这两个用法大致相同，似乎如果[ReadOnly]存在，它将在使用[WriteOnly]等的系统之后被调用。同样，如果有UpdateAfter，它将在指定的系统之后被调用。
并行化
在这段时间结束时，尝试并行化ECS处理。目标是增加计数。
当处理负载相当长或者有很多对象时，并行化可能是一个好结果。
CountSystem.cs
| using Unity.Entities; using Unity.Jobs;
public class CountSystem : JobComponentSystem { AddCounterJob job;
protected override void OnCreateManager(int capacity) { base.OnCreateManager(capacity); // 做一份工作 job = new AddCounterJob(); }
// 发布工作 protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps) { return job.Schedule(this, 64, inputDeps); }
[ComputeJobOptimization] // Burst编译器的优化属性 struct AddCounterJob : IJobProcessComponentData<CountData> //请求ComponentData { public void Execute(ref CountData data) { data.count++; } } } |
下图是处理大约6000个实体的时间比较。由于它将并行和burst结合在一起，所以存在很大的差异。
但是，有很多地方不能使用并行，因为这种数据处理和行为在可用数据和行为方面受到限制。在某些情况下，如果您使用C# Job System，您可能可以做更多...
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