笨木头  2019-12-05 14:26     ECS入门     阅读(6299)     评论(1)
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文章来源：笨木头与游戏开发
经过前面的介绍，我们已经知道了JobComponentSystem和IJobForEach，也了解了C# Job System可以并行执行Job来提升性能。

 

我们知道，IJobForEach这种Job，只能一个个实体进行处理，这次要介绍的IJobChunk，是可以对某个块（Chunk）里的所有实体进行批量处理。

虽然结果是一样的（仍然是一个Cube在旋转），但代码却大不相同，一起来看看吧。

1.组件（Component）

接下来开始看代码吧，先创建一个组件类： 
using System;
using Unity.Entities;

[Serializable]
public struct RotationSpeed_IJobChunk : IComponentData
{
    public float RadiansPerSecond;
}
 

这个组件仍然是带有一个字段，但是，大家注意一下，和之前的组件对比，这次的组件并没有使用GenerateAuthoringComponent特性，而是使用了Serializable特性。

因为这个Demo里，官方又给我们展示了另外一种相对而言更灵活的实体创建方式，这里先不纠结，后面会说到。

2.系统（System）

接下来，我们要看新的System是怎么做的了，注意，现在要看新System的代码了，我们来创建一个System类： 
using Unity.Burst;
using Unity.Collections;
using Unity.Entities;
using Unity.Jobs;
using Unity.Mathematics;
using Unity.Transforms;

// This system updates all entities in the scene with both a RotationSpeed_IJobChunk and Rotation component.
public class RotationSpeedSystem_IJobChunk : JobComponentSystem
{
    EntityQuery m_Group;

    protected override void OnCreate ()
    {
        // Cached access to a set of ComponentData based on a specific query
        m_Group = GetEntityQuery(typeof(Rotation), ComponentType.ReadOnly<RotationSpeed_IJobChunk>());
    }

    // Use the [BurstCompile] attribute to compile a job with Burst. You may see significant speed ups, so try it!
    [BurstCompile]
    struct RotationSpeedJob : IJobChunk
    {
	// 太复杂，这个结构体的内容被我删掉了
    }

    // OnUpdate runs on the main thread.
    protected override JobHandle OnUpdate (JobHandle inputDependencies)
    {
        // Explicitly declare:
        // - Read-Write access to Rotation
        // - Read-Only access to RotationSpeed_IJobChunk
        var rotationType = GetArchetypeChunkComponentType<Rotation>();
        var rotationSpeedType = GetArchetypeChunkComponentType<RotationSpeed_IJobChunk>(true);

        var job = new RotationSpeedJob()
        {
            RotationType = rotationType,
            RotationSpeedType = rotationSpeedType,
            DeltaTime = Time.DeltaTime
        };

        return job.Schedule(m_Group, inputDependencies);
    }
}
 

好，感觉有点乱是不是，不要着急，慢慢来。

 

首先，我们仍然继承了JobComponentSystem，这个很熟悉。

其次，仍然重写了OnUpdate函数，这个也很熟悉，我们最终也需要返回一个JobHandle对象。

3.EntityQuery

然后，重写了OnCreate函数，并且多了一个EntityQuery字段，这个是重点。

 

EntityQuery是用来筛选实体的，通过调用GetEntityQuery函数，可以获取EntityQuery对象。

GetEntityQuery可以传递多个组件的类型作为参数，后续将会筛选出包含指定类型的实体。

注：GetEntityQuery还有更多更强大的筛选方式（and、or、not），这里不展开。

关于EntityQuery，后续我会专门写一篇教程。
 

我们获得的EntityQuery对象要用在什么地方呢？

我们看看OnUpdate函数的最后一行：return job.Schedule(m_Group, inputDependencies); 这里把EntityQuery传递给Schedule函数，于是就能筛选实体数据，传递给Job。

4.RotationSpeedJob（IJobChunk）

和IJobForEach的用法类似，我们把逻辑放到Job中，由于RotationSpeedJob的代码看起来比较复杂，我没把它贴出来，先不管。

 

我们先看看OnUpdate函数里是怎么使用RotationSpeedJob的：



RotationSpeedJob需要三个字段，其中DeltaTime是我们大家熟悉的，不多说。

 

另外两个字段代表了某个原型的块的组件类型（ArchetypeChunkComponentType），很绕，但其实说白了，就是组件类型。

通过GetArchetypeChunkComponentType函数，可以获得某个原型的块的组件类型…

 

唔，总之，我们获得了Rotation组件和RotationSpeed_IJobChunk组件的类型（ArchetypeChunkComponentType）。

 

另外，GetArchetypeChunkComponentType函数可以传递一个参数，代表是否只读。

这是什么意思呢？代表筛选出来的数据是否是只读的，这可以提升游戏的性能，当然这里又不说了（旁白：嗯嗯，你不懂的就不说是吧）。

5.IJobChunk

好了，现在来到最重要的部分。

 

我们的RotationSpeedJob是实现了IJobChunk接口的，之前我没有把RotationSpeedJob的内容贴出来，现在来看看： 
    [BurstCompile]
    struct RotationSpeedJob : IJobChunk
    {
        public float DeltaTime;
        public ArchetypeChunkComponentType<Rotation> RotationType;
        [ReadOnly] public ArchetypeChunkComponentType<RotationSpeed_IJobChunk> RotationSpeedType;

        public void Execute (ArchetypeChunk chunk, int chunkIndex, int firstEntityIndex)
        {
            var chunkRotations = chunk.GetNativeArray(RotationType);
            var chunkRotationSpeeds = chunk.GetNativeArray(RotationSpeedType);
            for (var i = 0; i < chunk.Count; i++)
            {
                var rotation = chunkRotations[i];
                var rotationSpeed = chunkRotationSpeeds[i];

                // Rotate something about its up vector at the speed given by RotationSpeed_IJobChunk.
                chunkRotations[i] = new Rotation
                {
                    Value = math.mul(math.normalize(rotation.Value),
                        quaternion.AxisAngle(math.up(), rotationSpeed.RadiansPerSecond * DeltaTime))
                };
            }
        }
    }
 

顶部的BurstComplie特性就是所谓的"爆破"编译，总之加上去就能提升Job的性能，具体不展开，以后再聊。

RotationSpeedJob有三个字段，之前已经提到过了，现在来看看Execute函数。

 

稍微有点乱，我们一步步来：

a. 首先，我们在外部调用了RotationSpeedJob的Schedule函数：



并且给Schedule函数传递了m_group（EntityQuery）对象，inputDependencies参数不管它，我不懂，所以它不重要（害羞）。

这代表，我们的RotationSpeedJob将会获得通过EntityQuery筛选后的块数据。

b. 回到RotationSpeedJob的Execute函数，第一个参数【ArchetypeChunk chunk】是什么呢？它就是经过EntityQuery筛选后获得的块数据。

c. 注意，这个chunk代表的是一个块数据。也就是说，我们筛选出来的实体可能存放在不同的块里，Execute函数每次只能获得一个块里的数据。并且，同一时间可能会有很多个RotationSpeedJob被执行（并行），大幅提升了性能，这个和IJobForEach类似。

d. 通过调用chunk的GetNativeArray函数，可以获得这个块里的所有实体的某个类型的组件。

如：var chunkRotations = chunk.GetNativeArray(RotationType);

可以获得当前块的所有实体的RotationType类型的组件（即，Rotation组件）。

再次看看下面这张图，EntityA和EntityB是属于同一个块的，假设当前chunk就是这个块，那么，chunkRotations变量保存的就是EntityA和EntityB的Rotation组件（两条数据）。



e. 最后就简单了，对获取出来的组件进行取值或者赋值。

按照官方的说法，使用IJobChunk来获取数据，更高效、灵活，这里暂时不深入。

6.创建实体

最后一步，创建实体，以前是直接给组件加上一个GenerateAuthoringComponent特性就能自动创建实体。

 

这次不一样，这个Demo又给我们展示了另外一种更加灵活的方式去创建实体，先新建一个类： 
using Unity.Entities;
using Unity.Mathematics;
using UnityEngine;

[RequiresEntityConversion]
public class RotationSpeedAuthoring_IJobChunk : MonoBehaviour, IConvertGameObjectToEntity
{
    public float DegreesPerSecond = 360.0F;

    // The MonoBehaviour data is converted to ComponentData on the entity.
    // We are specifically transforming from a good editor representation of the data (Represented in degrees)
    // To a good runtime representation (Represented in radians)
    public void Convert (Entity entity, EntityManager dstManager, GameObjectConversionSystem conversionSystem)
    {
        var data = new RotationSpeed_IJobChunk { RadiansPerSecond = math.radians(DegreesPerSecond) };
        dstManager.AddComponentData(entity, data);
    }
}
 

也是一步步来解释：

a. 这个类继承了MonoBehaviour，实现了IConvertGameObjectToEntity接口，使用了RequiresEntityConversion特性。

b. 将这个类挂到Cube上，就会自动将Cube转换为ECS的实体对象。

c. IConvertGameObjectToEntity接口需要实现Convert函数。

d. 这个Convert函数里，我们new一个RotationSpeed_IJobChunk组件对象，然后通过EntityManager的AddComponentData将组件附加到实体上。

e. 于是，我们就将Cube转换为了一个带有RotationSpeed_IJobChunk的ECS实体。

为什么说这种方式更加灵活？因为我们可以给实体附加任意多个组件（在Convert函数里可以给实体Add任意多个组件对象）。

而如果使用GenerateAuthoringComponent特性将组件转换为实体，那就只能给实体附加单个组件了。

7.运行

同样的，我们新建一个场景，创建一个Cube，把RotationSpeedAuthoring_IJobChunk、ConvertToEntity挂到Cube上，然后运行，就能看到新Demo的效果了。



唔…结果仍然是一个Cube在转，我就不贴效果图了。

8.IJobChunk的优势

官方的说法是，IJobChunk可以对整个块的实体进行操作，更加灵活。

目前来说，我是体会不到特别明显的优势，可能要深入学习ECS后才能体会。

也许IJobForEach就是简化后的IJobChunk？（瞎猜）

 

后续还有其他一些Job，我们未来再说。

 

注意，本系列教程基于DOTS相关预览版的Package包，是预览版，不代表正式版的时候也适用。

转发本系列文章的朋友请注意，带上原文链接和原文日期，避免误导未来使用正式版的开发者。

1 条评论

  • Brian 2020-10-27 16:34:16

    有些api过时了，新版代码
    using Unity.Burst;
    using Unity.Collections;
    using Unity.Entities;
    using Unity.Jobs;
    using Unity.Mathematics;
    using Unity.Transforms;

    // This system updates all entities in the scene with both a RotationSpeed_IJobChunk and Rotation component.
    public class RotationSpeedSystem_IJobChunk : JobComponentSystem
    {
    EntityQuery m_Group;

    protected override void OnCreate()
    {
    m_Group = GetEntityQuery(typeof(Rotation), ComponentType.ReadOnly());
    }

    [BurstCompile]
    struct RotationSpeedJob : IJobChunk
    {
    public float DeltaTime;
    public ComponentTypeHandle RotationType;
    [ReadOnly] public ComponentTypeHandle RotationSpeedType;

    public void Execute(ArchetypeChunk chunk, int chunkIndex, int firstEntityIndex)
    {
    var chunkRotations = chunk.GetNativeArray(RotationType);
    var chunkRotationSpeeds = chunk.GetNativeArray(RotationSpeedType);
    for (var i = 0; i < chunk.Count; i++)
    {
    var rotation = chunkRotations[i];
    var rotationSpeed = chunkRotationSpeeds[i];

    chunkRotations[i] = new Rotation
    {
    Value = math.mul(math.normalize(rotation.Value),
    quaternion.AxisAngle(math.up(), rotationSpeed.RadiansPerSecond * DeltaTime))
    };
    }
    }
    }

    protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDependencies)
    {
    var rotationType = GetComponentTypeHandle();
    var rotationSpeedType = GetComponentTypeHandle(true);
    var job = new RotationSpeedJob()
    {
    RotationType = rotationType,
    RotationSpeedType = rotationSpeedType,
    DeltaTime = Time.DeltaTime
    };

    return job.Schedule(m_Group, inputDependencies);
    }
    }
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