本文介绍了C# JobSystem中的IJobFor接口，对比了其与IJobParalleFor的不同，并详细讲解了如何利用index参数进行任务定制和灵活调度，演示了Job.Run、Job.Schedule及ScheduleParallel的性能特点，提倡使用ScheduleParallel进行并行计算以提高效率。
IJobFor
上一节我们了解了什么是C# Job System，并且使用了
IJob
接口完成了一个简单的AddJob。这一节让我们一起来看一下另外一个有意思的接口
IJobFor
。
IJobFor
是
IJobParalleFor
的继任者，它包含了后者的所有功能，并且提供了更好的灵活性，因此我们应该尽量使用
IJobFor
而不是
IJobParalleFor
。
让我们先来对比一下
IJob
和
IJobFor
两接口有什么不同：
public
interface
IJobFor
{
void
Execute
(
int
index
)
;
}
public
interface
IJob
{
void
Execute
(
)
;
}
相对于
IJob
，
IJobFor
接口的Execute()方法多了一个index参数，通过这个参数我们可以访问Job中的NativeContainer容器，对容器中的元素进行相对独立的操作。
除此之外，IJobFor还在任务的调度上给我们提供了更大的灵活性。我们可以用下面三种方式来schedule我们的Job：
public
void
Update
(
)
{
..
.
var
position
=
new
NativeArray
<
Vector3
>
(
500
,
Allocator
.
Persistent
)
;
var
job
=
new
VelocityJob
(
)
;
//run on main thread
job
.
Run
(
position
.
Length
)
;
//run on a single worker thread
job
.
Schedule
(
position
.
Length
,
dependency
)
;
//run on parallel worker threads
job
.
ScheduleParallel
(
position
.
Length
,
64
,
dependency
)
;
..
.
}
以上三种方式都需要传入一个arrayLength参数，通过这个参数我们可以控制
Execute()
方法执行的次数。 实际上我们传入的arrayLength不一定就是数组的长度，它可以是小于数组长度的任意数值，这也给我们Job执行带来了一定的灵活性。
总的来说，通过选择
Run()
,
Schedule()
,
ScheduleParallel()
让我们可以根据任务的特点或使用场景来灵活的进行任务调度。
好，下面让我们进入到Demo环节，这次我们使用的是
Unity官方文档
中的例子，代码如下:
using
UnityEngine
;
using
Unity
.
Collections
;
using
Unity
.
Jobs
;
class
ApplyVelocityParallelForSample
:
MonoBehaviour
{
struct
VelocityJob
:
IJobFor
{
[
ReadOnly
]
public
NativeArray
<
Vector3
>
velocity
;
public
NativeArray
<
Vector3
>
position
;
public
float
deltaTime
;
public
void
Execute
(
int
i
)
{
position
[
i
]
=
position
[
i
]
+
velocity
[
i
]
*
deltaTime
;
}
}
public
void
Update
(
)
{
var
position
=
new
NativeArray
<
Vector3
>
(
500
,
Allocator
.
Persistent
)
;
var
velocity
=
new
NativeArray
<
Vector3
>
(
500
,
Allocator
.
Persistent
)
;
for
(
var
i
=
0
;
i
<
velocity
.
Length
;
i
++
)
velocity
[
i
]
=
new
Vector3
(
0
,
10
,
0
)
;
var
job
=
new
VelocityJob
(
)
{
deltaTime
=
Time
.
deltaTime
,
position
=
position
,
velocity
=
velocity
}
;
job
.
Run
(
position
.
Length
)
;
JobHandle
sheduleJobDependency
=
new
JobHandle
(
)
;
JobHandle
sheduleJobHandle
=
job
.
Schedule
(
position
.
Length
,
sheduleJobDependency
)
;
JobHandle
sheduleParralelJobHandle
=
job
.
ScheduleParallel
(
position
.
Length
,
64
,
sheduleJobHandle
)
;
sheduleParralelJobHandle
.
Complete
(
)
;
Debug
.
Log
(
job
.
position
[
0
]
)
;
position
.
Dispose
(
)
;
velocity
.
Dispose
(
)
;
}
}
让我们先来看一下
IJobFor
的具体实现：
struct
VelocityJob
:
IJobFor
{
[
ReadOnly
]
public
NativeArray
<
Vector3
>
velocity
;
public
NativeArray
<
Vector3
>
position
;
public
float
deltaTime
;
public
void
Execute
(
int
i
)
{
position
[
i
]
=
position
[
i
]
+
velocity
[
i
]
*
deltaTime
;
}
}
首先能注意到的是Execute()方法中，我们通过传入的
i
来访问velocity和position数组，这里就产生了一个问题，如果我们使用
i+1
会发生什么呢？如果你试一下就会得到跟下面类似的一个Exception.
IndexOutOfRangeException: Index 64 is out of restricted IJobParallelFor range [0...63] in ReadWriteBuffer.
这其实是C# Job System的Safety system在起作用。他会最大限度保证大家在书写多线程代码时的安全性。
另外一个值得注意的地方就是
[ReadOnly]
属性。当我们把velocity标记为ReadOnly时，我们可以在多个并行的Job中读取velocity数组的内容而不触发safety system。因此我们应该尽量将Job中只读的数据标记成ReadOnly来最大化我们的性能。
最后让我们来看一下IJobFor的三种不同用法在性能上的表现如何，下面是Profiler截图：
在图中我们可以比较明显的观察到Job.Run是运行在主线程的。那Job.Schedule就显得有点奇怪了，他也是运行在主线程上的，这是为什么呢？🤔 其实这是Unity Job System支持的一项特性，叫做任务偷取(Job Steal)，当主线程在等待工作(worker)线程执行的过程中也会从任务池中获取任务来执行，很明显，任务偷取在通常情况下会加快所有任务的完成进度。接下来就是Job.ScheduleParallel了，它的执行过程明显要短于前两个，这就要感谢工作(worker)线程了，通过ScheduleParallel我们把任务分发到各个工作线程，让每个线程负责一部分工作，真正做到一方有难，八方支援😁。
稍微总结一下就是，在当前多核心架构当道的大环境下，我们应该尽量使用IJobFor.ScheduleParallel来把任务拆分到多个核心去做并行计算，只有这样我们才能最大化我们程序的执行效率。
好了，以上就是IJobFor的基本用法了，很简单不是么😉，下一节让我们来用IJobFor做一点不一样的东西。
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