ecs框架

最新推荐文章于 2025-06-09 19:07:41 发布

南山搬砖道人

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ECS即Entity-Component-System，实体-组件系统的意思，是一套游戏层的架构，是基于属性的游戏架构.出现很早，随着《守望先锋》架构设计与网络同步 – GDC2017 而进入大众视野，unity2018版本直接内置了ecs,同时新起来的开源游戏引擎CLEngine也内置了ecs。google开源的https://github.com/sschmid/Entitas-CSharp/wiki也是一套ecs框架

基本思想

Entity	代表一个独立的个体。
Component	一个个体某方面的数据，以及它与游戏世界的交互方法。
System	持续地对Entity上与System对应的Component进行处理，每个System都有独立的更新

Entity : 无数据无逻辑，单纯是一个实例，拥有若干Component
Component：只有数据没有逻辑，可以被Entity动态添加和移除
System：只有逻辑，只关心Component不关心Entity
World：缓存所有Entity与Component，并对System进行轮询，负责整个系统的运转

ECS系统与传统OOP的区别

在OOP系统中，对象的状态是封装到个体中的，对象会提供一些手段来间接操作这些状态（

这样的系统其实并没有什么问题，但从游戏开发的角度来讲，当你把一切都封装好并良构之后，游戏设计师突然表示他需要一项和之前完全不一样的功能，而一般灾难都是从这里开始的。

我们现在知道ECS系统的特征是将状态（由Component提供）与行为（由System系统）进行分离，而Component之间是独立的，我们完全可以通过单独添加新的Component和System来添加新的功能而不修改任何代码，而这也是设计模式中策略模式的思想。

实例

Entity

// AddComponent的功能是在world中创建Component并且添加到该Entity的Component集合中。
public Entity bullet = new Entity(_entityID);
bullet.AddComponent(new TransformComponent());
bullet.AddComponent(new MoveComponent());

Component

class TransformComponent
｛
    Vector3 position;
    Vector3 rotation;
｝
class MoveComponent
｛
    Vector3 speed;
｝

System

class MoveSystem
｛
    public void Update(float time)
    ｛
        foreach(var movecomponent in movecomponents)
        ｛
            // 查找该Entity是否拥有TransformComponent
            var transformcomponent = movecomponent.sibling(TransformComponent())
            if(transformcomponent != null)
                transformcomponent.position += movecomponent.speed * time;
        ｝
    ｝
｝

ECS 模型的结构是非常简洁明晰的，而且由于Component 中只有状态没有逻辑，可以很大的提高 Component 的复用度，以及同类 Component 在内存中是连续分布的，可以很大的提高缓存命中率（关于这点还在想该如何设计数据结构才能达到目的）
对于System需要使用的（整个 world 中唯一的）状态，遵循 System 中无状态的原则，使用 SingletonComponent 的方式去实现（参考 OW ECS 架构中的 SingletonComponent 部分）
将共享的 System 函数分解成 Utility ，减少调用，整合调用点
延迟执行（Deferment）的使用，即先缓存需要执行的状态，在更好的时间点集中调用（这点有很广泛的应用价值）