ECS 入门到入土： 一、什么是 ECS
编写本文时，Entities 包更新到了 preview 1 - 0.11.2 版本
主要参考官方文档，同时结合我自己的一些开cai发keng经历，建议英语好的同学直接去啃English — ECS Docs
Demo List
- 入门首选，DOTS的HelloWorld [https://github.com/Unity-Technologies/EntityComponentSystemSamples ]
- 深入研究，大型战争场面 [https://github.com/Unity-Technologies/UniteAustinTechnicalPresentation ]
- 新技术，Animation, Physics, Renderer 等 [https://github.com/Unity-Technologies/DOTSSample]
目录
- 一、什么是 ECS
- World, Entity, Component, System
- Chunk Archetype
- 总结
- 题外话：关于DOTS
- 其他
一、什么是 ECS
ECS，全称 Entity Component System(实体、组件、系统)。区别于传统的通过继承 MonoBehavior 的类并重写 Start() Update() 等来控制 GameObject，ECS 使用 System 来修改 Entity 的 Component 数据来实现对象控制，为开发者提供了一套能够使程序高效运行的开发模式。
用官方的话说，The Entity Component System (ECS) is the core of the Unity Data-Oriented Tech Stack. 翻译过来，实体组件系统（ECS）是Unity面向数据的技术堆栈的核心。
World, Entity, Component, System
World(世界): ECS中有一个特殊的存在–World，当程序启动时，默认会生成一个World 。当然如果你有一些特殊的需求(比如在Online Game 中重放死亡、击杀镜头)，可以用到多个World 对象。在一个World 中创建的Entity 仅在该World中有意义，但是可以通过EntityManager.MoveEntitiesFrom 迁移到其他世界。
每个World 都有一个EntityManager，负责管理该World 中所有的实体，同时还包含许多System 用来执行程序的逻辑。
Entity(实体): 实体表示程序中的单个物体，这里的实体并不是指具体的游戏对象，而是指代一个概念，实体并不包含具体的数据、行为，它主要用来关联一些列的Component 数据，可以理解为一个索引值。
ECS系统维护这些索引值，并且可以通过索引值来获取到Entity 对应的Component 的数据，并通过System 进行高效的读取、修改等操作。
Component(组件): 是一个struct，并且一般需要继承IComponentData(通用组件，当然还有类型的组件)才能够被ECS所识别。这里的组件与Unity Editor 中的并不一样。Unity Editor 可以在GameObject 上添加各种组件(比如TransForm, Animator, Script…)，但是ECS中的组件只是一系列的结构体，并且只用来存放数据。
Component 可以在Unity Editor 作为Script 挂载到游戏对象上，也可以在代码中使用EntityManager 进行组件的添加、修改。
System(系统): System是ECS中实现几乎所有代码逻辑的部分。在System 中，我们可以对Entity 进行查找，并对Entity 上的Component 数据进行处理。通常来说，我们的System 类需要继承自SystemBase 并且重载OnUpdate()方法。
System 通常被用来更新Entity 的状态。比如，Entity 挂载了一个名为MoveSpeed 的组件，其中保存了Enttity 的移动速度，System通过读取该组件的值，然后修改Translation 的值来实现Entity 的移动。
当我们在项目中编写System 代码时，无需将它挂载到某个GameObject身上，因为ECS在运行时，会找到所有可用的System 并且实例化它们，将其添加到默认World 中的系统组，关于System Group 的概念我们会在后面说道。
以该图为例，System 读取Entity A 和 B 的(Translation–位置, Rotation–角度)组件数据，并且进行计算，最后对两个实体的LocalToWorld 进行数据的更新。
这里就体现了ECS 的与众不同，具有相同的组件的实体会被放置在相同或相邻的内存块，使得System 能够对同一种类型的实体进行快速的查找，并且能够实现并行的数据处理，从而提高了程序的执行速度。
此处可以直接参考官方文档(English): World、Entity、Component、System
Chunk Archetype
Archetype(原型): 一系列组件的唯一组合称为原型Archetype,换言之拥有完全相同的组件类(数据可以不相同)型的两个实体属于同一种原型。
Archetype 所对应的Entity Component数据都存储在同一片区域，我们可以通过Archetype 快速访问到所有该类型的Entity 数据。同时，当我们对一个实体的组件进行添加、删除操作时，就会修改这个实体的原型，ECS 会将其移动到其他存储区域。
Chunk(内存块): 书接上文，Chunk 与Archetype 有着密不可分的联系。ECS底层将同一Archetype 的数据存储在一系列的内存块中，数据增加时就会不断分配新的Chunk。这种底层机制说明，当我们查找某一类具有相同性质的实体时，只需要根据原型进行查找，而不是在所有的Entities 中进行遍历。
其实，不管是Archetype or Chunk, 更多的是概念性的东西，我们在实际开发中并不会经常接触到。
总结
通过了解ECS中的一些概念，我们已经对ECS有了一个大体的认识。ECS相较于传统的项目架构，可以说上手难度+++，并且脚本数量也会+++，当你真正上手的时候就会发现，原来写在一个MonoBehavior 中的代码，转到ECS 后，竟然可以写成好几个甚至十好几个Scripts, Amazing(No)!
ECS的好处也是显而易见的，通过特殊的低层机制，当我们需要对一组大量对象进行相似的处理时，ECS可以大幅提高代码速度、内存访问速度，从而使程序的帧数有明显的提升。
但是(还有转折！)，在你决定上手ECS之前要先想这样一个问题：ECS能够对我的项目起到多大的提升作用？能够抵消团队的学习开发和维护成本吗？写出来的代码可读性怎么样，能够让新人快速上手吗(并不能)？
如你所见，ECS对于需要处理大量相似实体的程序有明显的提升：比如你想实现一个大型的人群仿真项目，其中每个人的行为逻辑都是相同或相似的；但是当你的程序更偏向于ARPG游戏(每个NPC对象的处理逻辑完全不同)，那么ECS可能对你的程序性能并不会有多大的改善。
题外话：关于DOTS
说到ECS，就要提一下与之密切相关的另一个东西–DOTS, 当然它其实不是一个东西，而是一套集合型的高效技术堆栈，那么DOTS包含什么呢？
| Job System | 编写多线程代码 |
| ECS | 编写高性能代码 |
| Burst Compiler | 编译生成高性能代码 |
总的来说，DOTS本身就包含了ECS！但是ECS会涉及到DOTS 的核心内容以及大部分用法，因此关于Job System 和Burst Compiler 本文不会过多介绍(因为我也不会啦)。
其他
贴上一些ECS好文，对新手来说也非常友好了
- Unity ECS 基础概念介绍 风小锐
- Unity DOTS：入门简介 烟雨迷离半世殇
- 木头哥的ECS教程，入门啃官方Demo推荐
- 官方Demo全解析+深入学习 CloudHu1989
- ECS由浅入深 没有分专栏，需要从历史文章中找 王王王渣渣
本文为原创，如有错误欢迎指正，感谢阅读。
未完待续…
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