本文介绍了Unity中C# JobSystem的基础概念及使用方法，包括如何定义Job、执行Job并获取结果。并通过实例演示了如何避免常见陷阱。
C# Job System是Unity从2018开始提供给用户的一个非常强大的功能，它允许用户以一种低成本的方式书写高效的多线程代码。 我们先通过一个Demo来一步一步揭开C# Job System的面纱：
首先我们先来定义一个Job：
public
struct
AddJob
:
IJob
{
public
float
a
;
public
float
b
;
public
NativeArray
<
float
>
result
;
public
void
Execute
(
)
{
result
[
0
]
=
a
+
b
;
}
}
我们最先能观察到的就是AddJob实现了
IJob
接口，IJob可以让我们调度(Schedule)一个在单一工作(worker)线程里执行的任务。 其次我们可以看到AddJob是一个
struct
。
我们再来看一下AddJob里的变量部分：
public
float
a
;
public
float
b
;
public
NativeArray
<
float
>
result
;
Job中的变量我们
仅
可以使用
blittable types
或者Unity为我们提供的
NativeContainer
容器，比如引擎内置的NativeArray或者com.unity.collections package中提供的容器类。
注：为什么只能使用blittable types？这是因为C# Job System使用了Unity内部的native job system，C# Job System会与native job system共享工作线程。为了达到这个目的，C#中的Job数据需要被拷贝到native层来运行计算代码，blittable types在这个拷贝过程中不需要做数据转换，因此blittable types在这里是必须的。不仅如此blittable types还有着其他的好处，我们会在后面的例子中看到。
让我们来总结一下声明一个Job的要点：
-
创建一个实现了IJob接口的struct。
-
在struct中声明blittable types或者NativeContainer的变量。
-
在Execute()方法中实现Job的逻辑。
好，通过上面几步我们就成功创建了我们的
AddJob
😀。接下来我们来看一下如何调度(Schedule)一个Job以及如何获得Job执行后的结果：
var
job
=
new
AddJob
{
a
=
1
,
b
=
2
,
result
=
result
}
;
var
handle
=
job
.
Schedule
(
)
;
handle
.
Complete
(
)
;
Debug
.
Log
(
$"result =
{
result
[
0
]
}
"
)
;
调度(Schedule)一个Job是比较简单的，只需要调用
Schedule()
方法就可以了。这里比较有意思的是Complete()方法，在我们需要读取执行结果之前需要调用
Complete()
方法。但是
Complete()
不一定在
Schedule()
之后立即调用，也不一定在当前帧必须调用，也就是说一个Job本身不受
Update()
限制可以跨帧运行。当一个Job需要跨帧运行的时候，我们需要使用
IsCompleted
属性来判断Job是否执行完毕。
private
void
Update
(
)
{
if
(
handle
.
IsCompleted
)
{
handle
.
Complete
(
)
;
Debug
.
Log
(
$"result =
{
result
[
0
]
}
"
)
;
}
}
注：即使 IsCompleted 返回true，也必须要调用 Complete() 方法。具体可以参考 C# Job System tips and troubleshooting
这样我们就实现了了一个最简单的Job，这里我给出完整的Demo代码，方便大家进一步理解上面介绍的内容：
public
class
AddJobBehaviour
:
MonoBehaviour
{
public
bool
longRunningJob
;
private
JobHandle
handle
;
private
NativeArray
<
float
>
result
;
public
struct
AddJob
:
IJob
{
public
float
a
;
public
float
b
;
public
NativeArray
<
float
>
result
;
public
void
Execute
(
)
{
result
[
0
]
=
a
+
b
;
}
}
private
void
Start
(
)
{
result
=
new
NativeArray
<
float
>
(
1
,
Allocator
.
Persistent
)
;
var
job
=
new
AddJob
{
a
=
1
,
b
=
2
,
result
=
result
}
;
handle
=
job
.
Schedule
(
)
;
if
(
!
longRunningJob
)
{
handle
.
Complete
(
)
;
Debug
.
Log
(
$"result =
{
result
[
0
]
}
"
)
;
}
}
private
void
Update
(
)
{
if
(
handle
.
IsCompleted
)
{
handle
.
Complete
(
)
;
Debug
.
Log
(
$"result =
{
result
[
0
]
}
"
)
;
}
}
private
void
OnDestroy
(
)
{
if
(
result
.
IsCreated
)
result
.
Dispose
(
)
;
}
}
在上面的完整Demo代码中，有一点是之前没有提到的，就是下面这两句：
result
=
new
NativeArray
<
float
>
(
1
,
Allocator
.
Persistent
)
;
result
.
Dispose
(
)
;
这里大家可以很明显的注意到，NativeContainer是需要显式管理内存的。关于这方面的内容我会在后面的NativeContainer章节继续跟大家聊。
好，到这里大家应该对C# JobSystem有了一个初步的了解。让我们来做一个小测验，看我们是否真的理解了上面的内容。
下面的代码，输出结果会是什么？
public
class
MyCounterJobBehaviour
:
MonoBehaviour
{
public
struct
CounterJob
:
IJob
{
public
NativeArray
<
int
>
numbers
;
public
int
result
;
public
void
Execute
(
)
{
for
(
int
i
=
0
;
i
<
numbers
.
Length
;
i
++
)
{
result
+=
numbers
[
i
]
;
}
}
}
// Start is called before the first frame update
void
Start
(
)
{
var
numCount
=
10
;
NativeArray
<
int
>
numbers
=
new
NativeArray
<
int
>
(
numCount
,
Allocator
.
TempJob
)
;
for
(
int
i
=
0
;
i
<
numCount
;
i
++
)
{
numbers
[
i
]
=
i
+
1
;
}
var
jobData
=
new
CounterJob
{
numbers
=
numbers
,
result
=
0
}
;
var
handle
=
jobData
.
Schedule
(
)
;
handle
.
Complete
(
)
;
Debug
.
Log
(
$"result =
{
jobData
.
result
}
"
)
;
numbers
.
Dispose
(
)
;
}
}
答案是<span style="background-color:black;color:black">result = 0</span>
这个结果跟你想的一样么？😉
让我们来思考一下为什么是这个结果。我们再来看回顾一下Job的特点：
-
需要声明成struct
-
struct中的数据必须是blittable的或者是NativeContainer
-
要实现IJob接口
这些限制条件其实都是为了一个目的，就是要把C#中的Job数据复制到native层，最终由native job system去执行job中的逻辑。想到这其实我们的答案也就显而易见了，Execute()方法中修改的其实只是我们CounterJob的一个副本，并不是原始的CounterJob。因此当我们需要从Job中获得计算结果的时候，我们需要使用
NativeContainer
，否则会得到不正确的结果。下面是正确的写法：
using
Unity
.
Collections
;
using
Unity
.
Jobs
;
using
UnityEngine
;
public
class
CounterJobBehaviour
:
MonoBehaviour
{
public
struct
CounterJob
:
IJob
{
public
NativeArray
<
int
>
numbers
;
public
NativeArray
<
int
>
result
;
public
void
Execute
(
)
{
var
tmp
=
0
;
for
(
int
i
=
0
;
i
<
numbers
.
Length
;
i
++
)
{
tmp
+=
numbers
[
i
]
;
}
result
[
0
]
=
tmp
;
}
}
void
Start
(
)
{
var
numCount
=
10
;
NativeArray
<
int
>
numbers
=
new
NativeArray
<
int
>
(
numCount
,
Allocator
.
TempJob
)
;
var
result
=
new
NativeArray
<
int
>
(
1
,
Allocator
.
TempJob
)
;
for
(
int
i
=
0
;
i
<
numCount
;
i
++
)
{
numbers
[
i
]
=
i
+
1
;
}
var
jobData
=
new
CounterJob
{
numbers
=
numbers
,
result
=
result
}
;
var
handle
=
jobData
.
Schedule
(
)
;
handle
.
Complete
(
)
;
Debug
.
Log
(
$"result =
{
result
[
0
]
}
"
)
;
result
.
Dispose
(
)
;
numbers
.
Dispose
(
)
;
}
}
到这里我们就已经把C# Job System以及IJob大概了解了一下，相信大家应该已经注意到了，IJob只能跑在单一工作(Worker)线程上，如果想要利用全部的工作(Worker)线程就需要用到我们下一节要介绍的另外一个接口了，那就是
IJobFor
。
好，以上就是本节所有的内容了，下一节我们讲继续讨论Job的另一种形式：
IJobFor
。
感谢大家的耐心阅读😙
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-
什么是C# Job System
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