概念

在System中，我们就可以对Component中的数据进行处理了，例如我们每帧改变Translation Component的值，就可以使Entity移动起来。

ECS为我们提供了以下几种System类型，通常情况下，若我们要自己编写一个System用来处理Component数据的话，只需要继承SystemBase即可。其他的System类型用于提供一些特殊的功能，ECS已经为我们提供了几个EntityCommandBufferSystem和ComponentSystemGroup的实例，一般情况下使用它们即可。

SystemBase	继承该类就可以实现一个System的创建
EntityCommandBufferSystem	用于解决Sync points的问题，在下一篇会讲解到
ComponentSystemGroup	用于将其他的System进行层次结构的划分以及排序，ECS提供了几个默认的Component System Group
GameObjectConversionSystem

注：ComponentSystem和JobComponentSystem两个类以及它们的IJobForEach接口，将会被DOTS弃用。请使用SystemBase类与对应的Entities.ForEach接口代替。

ECS会自动找到项目中所有的System，并在运行时实例化它们，并将它们添加进一个默认的组里面。

创建一个System（SystemBase）

我们可以通过继承抽象类SystemBase来创建System（Entity和Component都是struct类型，System为class类型）。同时还必须要重写其OnUpdate方法，而其他的基类方法可以在我们需要的时候去重写。

System就和我们平常使用的MonoBehaviour十分的相像，它也有相应的生命周期，执行顺序如下图

OnCreate	System被创建的时候调用
OnStartRunning	在第一次OnUpdate之前和System恢复运行的时候调用
OnUpdate	System的Enabled为true时，每帧调用
OnStopRunning	System的Enabled为false时，或者没有找到相对应的Entity会调用，OnDestroy前也会调用
OnDestroy	System被销毁的时候调用

一个System Group下有多个System，System的OnUpdate方法是由System Group的OnUpdate方法调用的，若我们设置System Group的Enabled属性，同时会影响到该Group下所有的System的Enabled属性。（有关System Group的知识后面会讲解到）

System所有的事件都是在主线程上执行的，理想的情况下，我们OnUpdate里的逻辑应该使用Job来进行多线程处理，从而提高效率。我们可以使用下面方法来在System中调度Job

Entities.ForEach	迭代ECS Component数据的最简单方法
Job.WithCode	单独执行一个lambda方法，后台job
IJobChunk	根据一个个Chunk去查找Component中的数据
C# Job System	自己编写Job，实例化并调度

注：不太了解Job System的可以参考下之前的文章：https://blog.csdn.net/wangjiangrong/article/details/107020789

我们可以在Entity Debugger中查看所有的System以及对应的Group信息等

Entities.ForEach

Entities.ForEach方法由SystemBase提供，它让我们很简单的就实现对Entity上Component的逻辑处理。Entities.ForEach的参数为一个lambda方法，其参数即为Entity的查询条件，查找到所有符合条件的Entity后会执行其方法体。

对于要执行的lambda方法，我们可以使用Schedule或者ScheduleParallel方法来调度，也可使用Run方法来在主线程上立即调用。

例如下面例子，ApplyVelocitySystem会根据我们设置的参数查询所有带有Translation和Velocity两个组件的Entity，然后每帧将Velocity组件的值加到Translation组件的值上。

class ApplyVelocitySystem : SystemBase
{protected override void OnUpdate(){Entities.ForEach((ref Translation translation, in Velocity velocity) =>{translation.Value += velocity.Value;}).Schedule();}
}

注：如果我们要修改一个组件的值需要添加 ref 关键字，若只是读取一个组件的值，则使用 in 关键字，这样可以提高性能。

查询规则

前面我们说到会根据lambda表达式的参数去查询Entity，除此之外我们还可以使用下面几个方法来更详细的制定查询规则（类似于EntityQueryDesc）

WithAll	除了包含lambda表达式参数的组件外，还要包含WithAll中所有的组件
WithAny	至少包含WithAny中的一个组件
WithNone	不能包含WithNone中的组件

看个例子：

Entities.WithAll<LocalToWorld>().WithAny<Rotation, Translation, Scale>().WithNone<LocalToParent>().ForEach((ref Destination outputData, in Source inputData) =>{}).Schedule();

就很好理解了，查询规则为，必须含有LocalToWorld，Destination和Souce组件，至少含有Rotation，Translation和Scale三个组件中的一个，不能含有LocalToParent组件。

若我们的ForEach中包含了Share Component，那么必须调用WithoutBurst方法和使用Run来执行，例如

 Entities.WithoutBurst().ForEach((ref Translation translation, in RenderMesh mesh) =>{}).Run();

获取EntityQuery

注：EntityQuery 的具体介绍可以查看前面介绍Entity的文章

我们可以通过 WithStoreEntityQueryInField(ref query) 方法来获取到EntityQuery对象来供我们使用，例如使用 EntityQuery.CalculateEntityCount() 方法可以知道查询到的Entity数量。

private EntityQuery query;
protected override void OnUpdate()
{int dataCount = query.CalculateEntityCount();Entities.WithStoreEntityQueryInField(ref query).ForEach((in Translation data) =>{}).ScheduleParallel();
}

Filter

我们可以利用 WithChangeFilter<T>() 和 WithSharedComponentFilter() 方法来设置filter，如下

Entities.WithChangeFilter<Translation>().WithSharedComponentFilter(new RenderMesh(){material = cubeMaterial}).WithoutBurst().ForEach((ref Translation translation, in RenderMesh mesh) =>{translation.Value += new float3(0, time, 0);}).Run();

System中会找到含有Translation 和 RenderMesh 两个组件，并且RenderMesh的material值为cubeMaterial，同时在别的System中Translation的值发生了变化的Entity。

注：若Entity中的Component被赋予了写的权限，那么这个Component的值就会被标记为发生了变化，即使它的值没有改变。

lambda方法参数定义

前面讲到Entities.ForEach的参数是一个lambda方法，而lambda方法的参数可以作为我们的查询条件，那么这些参数具体有哪些规则呢？

我们最多可以设置八个参数，规则如下：

最前面的为按值传递的参数（一些ECS定义好的特殊参数）
其次是可写的参数（ref Component）
最后为只读的参数（in Component）

代码示例：

Entities.ForEach((Entity entity,int entityInQueryIndex,ref Translation translation,in Movement move) => {/* .. */})

特殊参数：

Entity entity	当前的Entity对象（参数类型必须为Entity，参数名可以自定义）
int entityInQueryIndex	entity在队列中的下标（参数名固定）
int nativeThreadIndex	执行当前操作的线程唯一下标（参数名固定）

Job.WithCode

Job.WithCode由SystemBase提供，可以轻松的实现一个在后台运行的Job。我们也可以使其在主线程执行和使用Burst编译来提高执行效率。

public class TestSystem : SystemBase
{protected override void OnUpdate(){NativeArray<float> randomNumbers = new NativeArray<float>(5, Allocator.TempJob);Job.WithCode(() =>{for (int i = 0; i < randomNumbers.Length; i++)randomNumbers[i] = i;}).Schedule();randomNumbers.Dispose();}
}

本质上就是把编写一个Job并实例化的过程封装在了 Job.WithCode 中了。

IJobChunk Job（推荐使用）

IJobChunk其实是和JobSystem中IJob，IJobFor等一样的，ECS拓展的一个用于实现Job的接口。和其他的Job接口一样，需要实现一个Execute方法，IJobChunk的Execute方法如下：

void Execute(ArchetypeChunk chunk, int chunkIndex, int firstEntityIndex);

来看下这三个参数：

ArchetypeChunk chunk：在我们执行实现了IJobChunk的Job的时候，需要传入一个EntityQuery参数。而Entity根据其Archetype存放在不同的Chunk中，这个参数代表的就是这些Chunk。例如我们传入的EntityQuery中含有M个Entity，这些Entity分部在N个Chunk中，那个这个Execute方法会在每次调度Job的时候调用N次，这个参数即跟这些Chunk信息一一对应。

int chunkIndex：该Chunk的下标

int firstEntityIndex：该Chunk中第一个Entity的下标

实现IJobChunk的Job

在Execute方法中，我们可以利用 chunk.GetNativeArray(ArchetypeChunkComponentType type) 来获取到该Chunk下符合条件的所有Entity，返回的是一个NativeArray数组。Entity数量除了使用NativeArray.Length外还可使用chunk.count来获取。

在Execute方法外，我们除了定义一些需要的参数以为，还需要定义ArchetypeChunkComponentType<T>类型的参数用于获取数据，T即为Component类型。

例如我们要实现一个每帧移动带有Translation组件的Entity的功能，那么Job可以这么写

public struct CubeMoveJob : IJobChunk
{public float deltaTime;public ArchetypeChunkComponentType<Translation> translationType;public void Execute(ArchetypeChunk chunk, int chunkIndex, int firstEntityIndex){var translationArray = chunk.GetNativeArray(translationType);for (var i = 0; i < chunk.Count; i++){var translation = translationArray[i];translationArray[i] = new Translation(){Value = new float3(translation.Value.x, translation.Value.y + deltaTime, translation.Value.z)};}}
}

我们可以定义多个ArchetypeChunkComponentType，若有些Component只需要读取其数据不需要修改的话，记得在该ArchetypeChunkComponentType前面添加[ReadOnly]标签来提升性能。

如果我们在获取EntityQuery的时候用到了Any属性，例如

var desc = new EntityQueryDesc
{Any = new ComponentType[] {typeof(Translation), typeof(NonUniformScale)},
};
query = GetEntityQuery(desc);

那么在我们的Execute方法中，Chunk内的Entity可能只拥有其中一个Component，我们可以利用 chunk.Has(ArchetypeChunkComponentType) 方法来判断是否含有对应Component，例如对上面的Job的Execute方法体进行修改：

public void Execute(ArchetypeChunk chunk, int chunkIndex, int firstEntityIndex)
{if(!chunk.Has(translationType)) return;//新增var translationArray = chunk.GetNativeArray(translationType);......
}

使用Job

和普通的Job一样，我们需要实例化Job，然后设置对应的参数，最后调度即可。

我们可以利用SystemBase.GetArchetypeChunkComponentType<T>（bool isReadOnly）方法来获取到对应Component（T）的 ArchetypeChunkComponentType属性，其参数用于标记是否是只读的。

在调度Job的时候需要传入EntityQuery和SystemBase提供的Dependency

System的代码如下，即可实现利用IJobChunk来处理数据

public class CubeMoveSystem : SystemBase
{EntityQuery query;protected override void OnStartRunning(){base.OnStartRunning();query = GetEntityQuery(typeof(Translation));}protected override void OnUpdate(){float time = Time.DeltaTime;var job = new CubeMoveJob() {translationType = GetArchetypeChunkComponentType<Translation>(),deltaTime = time};Dependency = job.ScheduleParallel(query, Dependency);}
}

实现类似ChangeFilter的功能

在某些情况下我们可能只需要处理修改过的Component，而不需要处理所有的。根据前面的知识，我们可以通过 EntityQuery.SetChangedVersionFilter() 进行过滤。但是此方法最多只支持过滤两个Component，若有时候我们需要过滤更多未改动的Component时，需要怎么办呢？

我们可以利用 ArchetypeChunk.DidChange(ArchetypeChunkComponentType type, uint lastSystemVersion) 方法来判断某个Component是否发生了修改。SystemBase为我们提供了LastSystemVersion属性，我们需要将这个值传递给Job，才能正确的做出判断。

简单的实现如下：

public struct CubeMoveJob : IJobChunk
{......public uint lastSystemVersion;//新增public void Execute(ArchetypeChunk chunk, int chunkIndex, int firstEntityIndex){//新增bool isChange = chunk.DidChange(translationType, lastSystemVersion);if(!isChange) return;//原有逻辑......}
}

public class CubeMoveSystem : SystemBase
{......protected override void OnUpdate(){......var job = new CubeMoveJob() {translationType = GetArchetypeChunkComponentType<Translation>(),deltaTime = time,lastSystemVersion = LastSystemVersion//新增};......}
}

这样若我们需要判断多个Component的时候，只需要调用多次DidChange方法并对比结果即可。

C# Job System

除了使用IJobChunk外，我们也可以直接使用普通的Job来实现。原理差不多就不做过多介绍了，直接看代码

public class CubeMoveSystem : SystemBase
{[BurstCompile]struct RotationSpeedJob : IJobParallelFor{[DeallocateOnJobCompletion] public NativeArray<ArchetypeChunk> chunks;public ArchetypeChunkComponentType<Translation> translationType;public float deltaTime;public void Execute(int chunkIndex){var chunk = chunks[chunkIndex];var translationArray = chunk.GetNativeArray(translationType);for (int i = 0; i < chunk.Count; i++){var translation = translationArray[i];translationArray[i] = new Translation(){Value = new float3(translation.Value.x, translation.Value.y + deltaTime, translation.Value.z)};}}}EntityQuery query;   protected override void OnStartRunning(){query = GetEntityQuery(typeof(Translation));}protected override void OnUpdate(){var chunks = query.CreateArchetypeChunkArray(Allocator.TempJob);var rotationsSpeedJob = new RotationSpeedJob{chunks = chunks,translationType = GetArchetypeChunkComponentType<Translation>(),deltaTime = Time.DeltaTime,};Dependency = rotationsSpeedJob.Schedule(chunks.Length, 32, Dependency);}
}

System的层次结构以及执行顺序（ComponentSystemGroup）

在前面的例子中，我们只需要编写一个System加好相关的逻辑后，运行的时候该System就会被执行。原来ECS会在运行时自动找到我们项目中的System，实例化它们并将其添加到默认的System Group中。这些System Group其实就是继承于我们的ComponentSystemGroup。

ComponentSystemGroup

ComponentSystemGroup类和SystemBase类一样都是ComponentSystemBase的子类，因此它也和SystemBase类似，有着OnUpdate等方法。ComponentSystemGroup中有一个List用于存放相关ComponentSystemBase类，然后在OnUpdate方法中遍历这个List调用它们的Update方法。所以我们System的Update方法就是在这些ComponentSystemGroup中被调用的。

由于ComponentSystemGroup也属于ComponentSystemBase类，因此可以形成嵌套的关系，例如ComponentSystemGroup A在ComponentSystemGroup B的List中，当A在B中被调用了Update之后，A中List中的数据也会跟着被调用Update。（大家可以看下源码，可以更好的理解）

在实际开发中，我们往往需要一个System在另一个System之后执行，来保证逻辑的正确，说白了就是ComponentSystemGroup中List的排序问题。ECS为我们提供 [UpdateBefore] and [UpdateAfter] 两个Attribute，可以让我们很轻松的解决System的排序问题。

一些常用的Attribute

[UpdateBefore] 和 [UpdateAfter]

字面意思，使一个System的Update方法在另一个System的前或者后执行（当然两个System需要在同一个Group中），在声明System Class的时候使用。例如：

public class aa : SystemBase
{protected override void OnUpdate(){}
}[UpdateBefore(typeof(aa))]
public class bb : SystemBase
{protected override void OnUpdate(){}
}

这样就可以保证bb的OnUpdate在aa之前执行。

需要注意的是除了OnUpdate外，也会影响OnStartRunning和OnStopRunning的执行顺序（可以看下SystemBase的Update方法）但是不会影响OnCreate的执行顺序。

同时这两个Attribute还可以作用于ComponentSystemGroup，设置整个Group中所有System和另个Group中所有System的Update先后执行顺序。

[UpdateInGroup]

设置System归属的ComponentSystemGroup，如果不设置，ECS会将该System加到默认World的SimulationSystemGroup中。

[DisableAutoCreation]

前面说到我们的ECS会找到所有的System，实例化它们并将其添加到默认的Group中，设置此标签就可以阻止这一步操作。

默认的System Group

ECS在默认的World中已经为我们创建了一些ComponentSystemGroup实例，我们可以利用Entity Debugger看见这些Group，如下

Group和System的层次结构可以清晰明了，我们的自定义的System（如图中的CubeMoveSystem）也被添加在了SimulationSystemGroup当中

补充

System.Enabled

我们可以通过World获取到System，然后通过设置其Enable属性来控制System是否启用，如下

CustomSystem system = World.DefaultGameObjectInjectionWorld.GetOrCreateSystem<CustomSystem>();
system.Enabled = false;

Profiler

我们可以通过Window->Analysis->Profiler打开Profiler窗口，在CPU Usage栏中可以查看到我们CPU的使用情况。

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