Unity ECS 简介

什么是ECS ?

随着目前游戏对CPU性能要求的不断提升，单核高频的CPU对我们的帮助越来越有限。所以ECS（一种面向数据编程）多核心工作的方式也是大势所趋。
Entity 传统组件的集合，代替了GameObject的位置。
Component 纯数据，不含有其他逻辑行为。例如：旋转速度，缩放大小之类的。
System 业务逻辑，根据组件的集合（Enitites）和纯数据（Components）编写对应的逻辑。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;/// <summary>
/// 纯数据
/// </summary>
public class InputComponent : MonoBehaviour
{public float horizontal;public float vertical;
}

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Unity.Entities;//根据指定的数值对星球进行移动控制
public class PlanetMovementSystem : ComponentSystem
{/// <summary>/// Entity 组件集合/// </summary>private struct component{public Rigidbody rigidbody;public InputComponent inputComponent;}/// <summary>/// 具体逻辑操作/// </summary>protected override void OnUpdate(){var deltaTime = Time.deltaTime;foreach (var entity in GetEntities<component>())//获取所有指定的Entity{var moveVector = new Vector3(entity.inputComponent.horizontal, 0, entity.inputComponent.vertical);var movePosition = entity.rigidbody.position + moveVector.normalized * 6 * deltaTime;entity.rigidbody.MovePosition(movePosition);}}
}

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Unity.Entities;
public class InputSystem : ComponentSystem
{private struct Data{public int Length;public ComponentArray<InputComponent> inputComponents; //数据集合}/// <summary>/// Inject特性在unity启动时自动赋值合适的Value/// </summary>[Inject] private Data data;protected override void OnUpdate(){var horizontal =  Input.GetAxis("Horizontal");var vertical = Input.GetAxis("Vertical");for (int i = 0; i < data.inputComponents.Length; i++){data.inputComponents[i].horizontal = horizontal;data.inputComponents[i].vertical = vertical;}}
}

ECS的相对优势

ecs的概念很早就有了，最初的主要目的应该还是为了改善设计。

e-c-s三者都有其意义，e-c是组合优于继承，主要用以改善oo的继承耦合过重以及多继承菱形问题。

oop常见设计里，每个gameobject有父类，子类继承来实现不同类型的对象，很容易产生过多\过深的继承以及多继承，而这两者理论上都不好（依赖、冗余），

继承更应该用来隔离接口与实现（父类提供接口，子类提供实现，调用方只关心父类接口，不关心具体子类实现），而不是用来重用父类的代码。

Entity抽象成容器

e-c里gameobject是entity，只是个类似容器的抽象概念，entity里包含的component决定了对象是什么

component可以给不同的gameobject重用，通过组合多种component而不是继承来构造不同的对象。

Unity 中的 ECS

Unity一直以来都是 Component Based，可以看成 e-c，此外还有很多现代引擎也是 e-c（UE4、CryEngine等）。

对同一类型的 Component，通常会进行相同的操作(比如用 Render组件进行渲染)，一个直观的想法就是把这些操作集中在一起，就是System。

一个理想的设计里，包含多种不同的 System，每个System只处理一个类型的 Component，每帧对所有 Compoent 实例进行相同的操作，继而可以做到数据和逻辑分离，Component里放纯数据，逻辑在System里。

ECS 的几个好处

逻辑集中在system里，职责单一，读\改\控制（初始化、顺序依赖等等）都方便。
容易扩展，很容易新增e\c\s. 新增任何entity，这些entity上有各种Component，这些 Component可以（自动）共享现有的system，不需要单独写。
灵活，e-c-s之间，s-s之间，e-e之间，c-c之间耦合较松，便于读\改\扩展。理想情况下不同的system之间，不同的compoent之间没有任何依赖，但通常很难做到。
cache friendly, system会连续对同一类 Component 进行操作，保证了时间上的局部性（连续性），如果这些 Component能保证空间上的局部性（内存布局连续），则显而易见对缓存是很友好的。
simd, 如果能保证同一个system对大量 Compoent实例的操作顺序无关，那么很自然的可以并发。但实际中，Component很难完全独立，经常需要和其它 Component 进行交互，也就是 System 很难做到只负责一类 Component，通常需要和多种Component(甚至其它系统）进行交互，交互的开销，遍历 Compoent 的开销都需要考虑。

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