ECS之Component组件

最新推荐文章于 2024-12-27 16:47:32 发布

原创最新推荐文章于 2024-12-27 16:47:32 发布 · 91 阅读

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洪流学堂，让你快人几步。你好，我是跟着大智学Unity的萌新，我叫小新，最近在跟着大智学习DOTS。

Entity之后，咱们来到了Component组件。Component是ECS架构的三个基本元素之一。Component组件中包含了游戏或者应用的数据。Entity是组件集合的索引，System包含具体的逻辑行为。

ECS之Component组件

ECS中的组件是一个结构体，需要实现下列之一的接口：

IComponentData ：最基本的，也是使用最多的接口，没有特殊需求的组件都可以实现这个接口。用于通用的目的和chunk components。
IBufferElementData ：给entity关联dynamic(动态) buffer
ISharedComponentData ：可以通过数据来对entity的原型进行分组
ISystemStateComponentData ：给entity关联一个系统的状态，可以检测entity何时被创建或者销毁
ISharedSystemStateComponentData ：同时包含 ISharedComponentData 和 ISystemStateComponentData 中的功能。
Blob assets ：技术上来说不是一个component，你可以使用blob assets存储数据。Blob asset可以被一个或者多个component通过 BlobAssetReference 只读引用。你可以使用blob asset共享数据，也可以在C# job中访问。

之前在ECS核心概念那一节说过，EntityManager会使用原型(archetype) 来组织不同的component组合。相同原型的entity在物理内存上都在一起，叫做一个内存块。同一个内存块中都是相同的组件原型。

上面这个图说明了ECS是如何根据原型来存储数据的。

下面说说例外情况：

Shared components和chunk components是例外情况，ECS不在chunk中存储他们。
你可以在chunk之外存储dynamic buffer

虽然ECS不在内存块中存储上面类型的组件，但是进行实体查询的时候，你还是可以使用同样的方式对待他们。

通用目的的组件

Unity的ECS中的 ComponentData 是一个结构体，仅仅包含entity的实例数据。 ComponentData 不能包含方法，程序所有的逻辑需要写在System中。 ComponentData 有点类似于面向对象的Unity中，一个Component仅仅包含成员变量，但是没有成员方法、属性等等。

ECS的API提供了一个叫 IComponentData 的接口，你可以使用结构体实现这个接口来声明一个通用目的的组件类型。

IComponentData

传统的Unity组件是面向对象的MonoBehaviour类，同时会包含数据和方法。 IComponentData 是一个纯ECS风格的组件，只有数据，没有方法。你应该使用结构体来实现 IComponentData 接口，结构体在传递的时候会使用值传递，需要注意值传递在修改数据的时候有些不同，需要按照类似下面的代码对数据进行修改：

    
     var
      transform 
     =
      
     group
     .
     transform
     [
     index
     ]
     ;
      
     // 读取
     

transform
     .
     heading 
     =
      playerInput
     .
     move
     ;
      
     // 修改
     
transform
     .
     position 
     +=
      deltaTime 
     *
      playerInput
     .
     move 
     *
      settings
     .
     playerMoveSpeed
     ;
     


     group
     .
     transform
     [
     index
     ]
      
     =
      transform
     ;
      
     // 写入

IComponentData 结构体中不能包含引用到托管对象的引用类型。因为 ComponentData 存在没有GC的内存块中，对性能有很大提升。

【选学】托管IComponentData

使用托管 IComponentData (即， IComponentData 使用 class 而不是 struct 进行声明)有助于将现有代码零散地移植到ECS，与托管数据进行交互或者为数据布局进行原型设计， ISharedComponentData 不能和托管数据交互。

这些组件的使用方式与值类型 IComponentData 相同。但是，ECS在内部以完全不同(而且比较慢)的方式来处理它们。如果不需要托管组件支持，可以在Player Settings里面(Edit > Project Settings > Player > Scripting Define Symbols)设置 UNITY_DISABLE_MANAGED_COMPONENTS 宏来禁用它。

由于托管 IComponentData 是托管类型，因此与值类型 IComponentData 相比，它具有以下性能缺点：

不能与Burst编译器一起使用
不能在Job结构体中使用
它不能使用块内存
需要垃圾回收

你应该尽可能不用托管组件，并尽可能使用blittable类型。

托管 IComponentData 必须实现 IEquatable<T> 接口并覆盖 Object.GetHashCode() 方法。此外，出于序列化的目的，托管组件需要有默认无参构造方法。

你必须在主线程上设置组件的值，可以使用 EntityManager 或 EntityCommandBuffer 。由于组件是引用类型，因此与ISharedComponentData不同，你可以更改组件的值而无需在块之间移动实体。(之前咱们知道修改ISharedComponentData的值会导致entity所在的内存块发生变化)

但是，尽管在逻辑上将托管组件与值类型的组件分开存储，但它们都会有 EntityArchetype 原型定义。这样，向实体添加新的托管组件仍然会导致ECS创建新的原型(如果尚不存在匹配的原型)，并将实体移至新的Chunk。