Unity ECS简介

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Entity-Component-System是Unity提供的一种更好的游戏设计方法，简称ECS。ECS是面向数据的设计，和Job System一起工作时，很容易并行高速处理大量物体。

当前的Unity开发模式

当前的开发方式我们称为”Classic”,是基于Monobehaviours，把代码当成组件的形式关联到gmaeObject上，通常情况下数据和逻辑是紧密的关联在一起的。这种方式可以很快速的进行开发，但对性能会有一定的影响。

Unity正在尝试解决什么样的问题？

基于Unity的GameObject/Monobehaviour机制，可以很简单的为创作游戏编写代码， 但最终往往会让代码陷入难以阅读，维护和优化的境地。

  1. 数据分散在内存的各个地方，想要找到这些数据并传送到cpu会消耗很多性能。

  2. 很多时候会把不需要的数据或者变量一起传送给cpu，这里会有很多浪费的。

  3. 单线程

Entity-Component-System登场

ECS就是为了解决以上的问题而出现的，使用Entity的方式将数据分离出来，然后在需要的地方提供相应的数据，其中System是为了处理Entity中数据的具体逻辑，还有一个很重要的部分”Filter”进行数据的过滤。简单来讲ECS就是数据与数据处理的一个关系。

Entity-Component-System的优点

  1. 高性能
  2. 易编写出高度优化的代码
  3. 易编写出可重用的代码
  4. 数据在内存中是紧密排列的
  5. 和Job System、Burst一起可以获得更高的性能

Job System

大多数使用多线程代码的人都知道编写线程安全代码很难，线程争抢资源可能会发生，但机会非常少，如果程序员没有想到这个问题，可能会导致潜在的严重错误。除此之外，上下文切换的成本很高，因此学习如何平衡工作负载以尽可能高效地运行是很困难的。新的 Unity C# Jobs System将解决这些问题。

如何使用ECS

  1. 目前ECS尚处于开发阶段，只有Unity2018.1版本以上才能开启：
  2. 新建一个项目，设置.NET
    Build Settings - Player Settings ，设置c# runtime：
  3. 导入ECS包
    Window - Package Manager，选择Entities和Hybird Renderer并安装
  4. 新建一个场景，并创建一个Cube，去掉Cube上除了Transform的所有组件，并添加ECS组件，如下图：
  5. 新建HelloRotationSpeedProxy.cs和HelloRotationSpeedSystem.cs脚本
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using Unity.Entities;
using System;

namespace HelloCube.Cube
{
    [Serializable]
    public struct HelloRotationSpeed : IComponentData
    {
        public float Value;
    }

    [UnityEngine.DisallowMultipleComponent]
    public class HelloRotationSpeedProxy : ComponentDataProxy<HelloRotationSpeed>
    {

    }
}
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using Unity.Burst;
using Unity.Entities;
using Unity.Jobs;
using Unity.Mathematics;
using Unity.Transforms;
using UnityEngine;

namespace HelloCube.Cube
{

    public class HelloRotationSpeedSystem : JobComponentSystem
    {
        [BurstCompile]
        struct HelloRotationSpeedJob : IJobProcessComponentData<Rotation, HelloRotationSpeed>
        {
            public float dT;

            public void Execute(ref Rotation rotation, ref HelloRotationSpeed rotSpeed)
            {
                rotation.Value = math.mul(math.normalize(rotation.Value), quaternion.AxisAngle(math.up(), rotSpeed.Value * dT));
            }
        }

        protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps)
        {
            var job = new HelloRotationSpeedJob
            {
                dT = Time.deltaTime
            };

            return job.Schedule(this, inputDeps);
        }
    }
}