初探unity中的ECS

本文介绍了ECS(实体-组件-系统)架构模式在Unity游戏开发中的应用,强调了archetype和chunk的概念,以及如何通过ComponentData和多线程提高性能。通过实际示例演示了如何在项目中使用ECS控制对象行为和内存优化。

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ECS是一种软件架构模式,就像MVC一样。ECS最早在游戏《守望先锋》中提及到的相关链接。ECS具体是指实体(entity)、 组件(component)和系统(system):

实体:实体是一个ID,它是一个唯一的标识符,用于标识一个对象,它本身不包含任何数据,只是一个ID,它的作用是用于标识一个对象,它的数据是由组件来提供的。

组件:组件是一个数据结构,它包含了一些数据,用于描述一个对象的属性,组件是没有任何行为的,它只是一个数据结构。

系统:主要用户逻辑处理,进行状态迁移。系统中不保留数据,且是无状态的。

三者之间的关系如下图所示:
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ECS在unity中出现的原因

在使用unity开发的时候,monobehaviour是我们最常用的,然而monobehaviour中的update是基于gameobject去更新的且无序的,这样很容易造成memory cache miss。而ECS是基于数据的,它将具有相同Component组合的Entity放在一起,这样可以更好的利用cache,提高性能。

archetype

通过上面的图和介绍我们知道通过将不同的Component组合和Entity一起组成了GameOjbect,Component不同组合的唯一性在ECS中被称为archetype。在ECS中,archetype是一个很重要的概念,它是用来管理内存的,每个archetype都有一个chunk列表,chunk是一种内存管理方式。

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上图中EntityA和EntityB具有相同的Component组合,所以它们属于同一个Archetype M,而EntityC具有不同的Component组合,所以它们属于不同的Archetype N。

下图是一个chunk的内存排布:
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component在chunk中的排布.
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