又有一段时间没有写博客了，真是不爽~~~ 趁着最近两天没事，赶紧补上一篇，这次开始写一篇Pure ECS版本示例解析，对上次Hybrid版本Unity之浅析 Entity Component System (ECS)的补充，使用的是官方案例的Rotation场景。

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有说错或不准确的地方欢迎留言指正

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Unity版本 208.2.3f1 Entities 版本 preview.8

ECS虽然现在已经实装，但还在实验阶段，笔者在开发的过程中也遇到了一些IDE卡顿，Unity编辑器崩溃的情况。这个情况相信在Unity后续版本中会得到改善。

这么多问题为什么还要用呢？那就是计算速度快！！！真的很快，笔者这垃圾笔记本此场景创建20W个Cube还能保持在20帧左右，所以可见一斑。

主要参考官方文档地址

对应工程文件下载

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• 2018/08/29更新 添加 [BurstComplie]特性 以后如果你打开Burst Complier的话，下面的代码会在编译的时候被Burst Compiler优化，运行速度更快，目前Burst只是运行在编辑器模式下，之后正式出了会支持编译

效果展示

下面笔者会逐步创建示例中的场景，使用Unity版本2018.2.3f1 ，基本配置请参考Unity之浅析 Entity Component System (ECS)

首选需要准备的资源为：

• Unity对应Logo模型
• 一个在场景中对应的Logo Object
• 一个产卵器，生产指定Cube按照规定半径随机分布

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创建Unity对应Logo模型

在hierarchy中创建一个gameObject命名为RotationLogo然后添加组下组件，这些组件都是ECS自带的

• GameObjectEntity 必带组件，没有的话ECS系统不识别
• PositionComponent 组件对应传统模式中 transform.position
• CopyInitialTransformFromGameObjectComponent 初始化TransformMatrix中的数据
• TransformMatrix 指定应该存储一个4x4矩阵。这个矩阵是根据位置的变化自动更新的【直译官方文档】
• MeshInstanceRendererComponent可以理解为原来的Mesh Filter与Mesh Renderer结合体，且大小不受tranform中Scale数值控制
• MoveSpeedComponent也是官方自带组件，因为ECS主要是面向数据编程，此组件仅仅代表一个运行速度的数据

注意：MeshInstanceRendererComponent中需要Mesh是指定使用哪个网格，对应的Material需要勾选Enable GPU Instancing

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创建一个产卵器，生产指定Cube按照规定半径随机分布

在hierarchy中创建一个gameObject命名为RotatingCubeSpawner然后添加如下组件，这些组件都是ECS自带的，这里没有使用TransformMatrix 组件，因为TransformMatrix 组件需要配合其他组件或系统使用，例如MeshInstanceRenderer，这里RotatingCubeSpawner仅仅是一个产卵触发，所以不需要。

创建脚本 SpawnRandomCircleComponent ，然后添加到RotatingCubeSpawner上

using System; using Unity.Entities; using UnityEngine; /// <summary> /// 使用ISharedComponentData可显著降低内存 /// </summary> [Serializable] public struct SpawnRandomCircle : ISharedComponentData//使用ISharedComponentData可显著降低内存 { //预制方块 public GameObject prefab; public bool spawnLocal; //生成的半径 public float radius; //生成物体个数 public int count; } /// <summary> /// 包含方块的个数个生成半径等 /// </summary> public class SpawnRandomCircleComponent : SharedComponentDataWrapper<SpawnRandomCircle> { } 

在传统模式中，我们能把脚本挂到gameObejc上是因为继承了MonoBehaviour，但是在Pure ECS版本中，如需要的数据挂在对应的Object上，创建的类需要继承SharedComponentDataWrapper或ComponentDataWrapper，包含的数据（struct）需要继承ISharedComponentData或IComponentData。
这里大家可能有疑问了，既然都能创建挂载为什么出现两个类？使用SharedComponentDataWrapper与ISharedComponentData可显著降低内存，创建100个cube和一个cube的消耗内存的差异几乎为零。如使用的数据仅仅是读取，或很少的改变，且在同Group中（后续示例中有展示），使用SharedComponentData是一个不错的选择。

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接下来开始编写Logo模型旋转所需的额外数据

按照示例显示，Logo图标在一个指定的位置以规定的半径旋转，在Logo一定范围的cube会触发旋转效果

创建如下数据添加到Object上

旋转中心点和对应半径的数据

using System; using Unity.Entities; using Unity.Mathematics; /// <summary> /// 转动Logo的中心点和转动半径 /// </summary> [Serializable] public struct MoveAlongCircle : IComponentData { //Logo对应的中心点 public float3 center; //Logo对应的半径 public float radius; //运行时间 //[NonSerialized] public float t; } /// <summary> /// 转动Logo的中心点和转动半径 /// </summary> public class MoveAlongCircleComponent : ComponentDataWrapper<MoveAlongCircle> { } 

Logo碰撞方块后给予方块重置的速度数据

using System; using Unity.Entities; /// <summary> /// Logo碰撞方块后给予方块重置的速度 /// </summary> [Serializable] public struct RotationSpeedResetSphere : IComponentData { //方块重置的速度 public float speed; } /// <summary> /// 方块旋转的速度 /// </summary> public class RotationSpeedResetSphereComponent : ComponentDataWrapper<RotationSpeedResetSphere> { } 

触发方块旋转的半径数据

using System; using Unity.Entities; [Serializable] public struct Radius : IComponentData { //触发方块旋转的半径 public float radius; } /// <summary> /// 触发方块旋转的半径 /// </summary> public class RadiusComponent : ComponentDataWrapper<Radius> { } 

话不多说，接下来要让Logo嗨起来！ 哦不对，让Logo转起来。。。。

下面是Logo旋转的全部逻辑代码，笔者会逐步为大家解析

using Unity.Collections; using Unity.Entities; using Unity.Jobs; using Unity.Burst; using Unity.Mathematics; using Unity.Transforms; using UnityEngine; //Logo运动相关逻辑 public class MoveAlongCircleSystem : JobComponentSystem { // Logo运动相关逻辑中需要用到的数据 struct MoveAlongCircleGroup { //Logo位置 public ComponentDataArray<Position> positions; //旋转的中心点和半径数据 public ComponentDataArray<MoveAlongCircle> moveAlongCircles; //旋转速度数据 [ReadOnly] public ComponentDataArray<MoveSpeed> moveSpeeds; //固定写法 public readonly int Length; } //注入数据 Inject自带特性 [Inject] private MoveAlongCircleGroup m_MoveAlongCircleGroup; [BurstCompile] struct MoveAlongCirclePosition : IJobParallelFor//Logo位置旋转更新逻辑，可以理解为传统模式中的Update { /// <summary> /// 位置数据 /// </summary> public ComponentDataArray<Position> positions; /// <summary> /// 中心点及半径数据 /// </summary> public ComponentDataArray<MoveAlongCircle> moveAlongCircles; /// <summary> /// 运行速度 /// </summary> [ReadOnly] public ComponentDataArray<MoveSpeed> moveSpeeds; /// <summary> /// 运行时间 /// </summary> public float dt; /// <summary> /// 并行执行for循环 i 根据length计算 打印的一直是0 /// </summary> /// <param name="i"></param> public void Execute(int i) { //Debug.Log(i); //打印的一直是0 虽然可以打印，但是会报错，希望官方会出针对 ECS 的 Debug.Log //运行时间 float t = moveAlongCircles[i].t + (dt * moveSpeeds[i].speed); //位置偏移量 float offsetT = t + (0.01f * i); float x = moveAlongCircles[i].center.x + (math.cos(offsetT) * moveAlongCircles[i].radius); float y = moveAlongCircles[i].center.y; float z = moveAlongCircles[i].center.z + (math.sin(offsetT) * moveAlongCircles[i].radius); moveAlongCircles[i] = new MoveAlongCircle { t = t, center = moveAlongCircles[i].center, radius = moveAlongCircles[i].radius }; //更新Logo的位置 positions[i] = new Position { Value = new float3(x, y, z) }; } } //数据初始化 protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps) { var moveAlongCirclePositionJob = new MoveAlongCirclePosition(); moveAlongCirclePositionJob.positions = m_MoveAlongCircleGroup.positions; moveAlongCirclePositionJob.moveAlongCircles = m_MoveAlongCircleGroup.moveAlongCircles; moveAlongCirclePositionJob.moveSpeeds = m_MoveAlongCircleGroup.moveSpeeds; moveAlongCirclePositionJob.dt = Time.deltaTime; return moveAlongCirclePositionJob.Schedule(m_MoveAlongCircleGroup.Length, 64, inputDeps); } } 

解析一

其中这段code 指的是需要声明一个Group 【可以理解为传统模式中组件的集合】,这里含有Logo运动相关逻辑中需要用到的数据，注入m_MoveAlongCircleGroup，可以使在unity运行时unity自动寻找符合此数据集合的物体，然后把对应的数据都注入到m_MoveAlongCircleGroup中。这样我们也就变相的找到了Logo物体

解析二

struct MoveAlongCirclePosition : IJobParallelFor代码块中的Execute，可以理解为传统模式中的Update，不过是并行执行的。相关逻辑就是计算运行时间、运算位置并赋值。

以为这就完了，并没有，看下面

解析三

想要把MoveAlongCirclePosition中的变量和我们找到的物体联系起来，且在Job系统中并行执行就需要JobHandle OnUpdate。他的作用是把我们包装起来的业务逻辑【就是Execute】放到Job系统执行【多核心并行计算】，并且把找到的物体和MoveAlongCirclePosition中的变量关联起来。

下面我们要让产卵器动起来

准备产卵器中预制体

在hierarchy中创建一个gameObject命名为RotatingCube然后添加如下组件

除官方自带组件外添加额外组件RotationSpeedComponent和RotationAccelerationComponent，分别代表cube实时的旋转速度和cube速度衰减的加速度

实时的旋转速度 数据

using System; using Unity.Entities; /// <summary> /// 方块自身速度 /// </summary> [Serializable] public struct RotationSpeed : IComponentData { public float Value; } public class RotationSpeedComponent : ComponentDataWrapper<RotationSpeed> { } 

速度衰减的加速度 数据

using System; using Unity.Entities; /// <summary> /// 方块的加速度 -1 速度逐渐变慢 /// </summary> [Serializable] public struct RotationAcceleration : IComponentData { public float speed; } public class RotationAccelerationComponent : ComponentDataWrapper<RotationAcceleration> { } 

然后把预制体拖拽到指定的产卵器中，设置好数据

产卵Cube全部Code

using System.Collections.Generic; using Unity.Collections; using Unity.Entities; using Unity.Mathematics; using Unity.Transforms; //产卵器系统相关逻辑 public class SpawnRandomCircleSystem : ComponentSystem { //对应产卵器的组件集合 struct Group { //含有产卵所需的 个数、半径、预制体数据 [ReadOnly] public SharedComponentDataArray<SpawnRandomCircle> Spawner; //产卵器位置数据 public ComponentDataArray<Position> Position; //产卵器对应的 GameObject Entity 实体 public EntityArray Entity; //因为目前产卵器只有一个，所以其 Length 数值为 1 public readonly int Length; } //注入组件集合 [Inject] Group m_Group; protected override void OnUpdate() { while (m_Group.Length != 0) { var spawner = m_Group.Spawner[0]; var sourceEntity = m_Group.Entity[0]; var center = m_Group.Position[0].Value; //根据产卵的个数声明对应个数的 entities 数组 var entities = new NativeArray<Entity>(spawner.count, Allocator.Temp); //实例化cube EntityManager.Instantiate(spawner.prefab, entities); //创建对应的position数组（个数等于cube创建个数） var positions = new NativeArray<float3>(spawner.count, Allocator.Temp); if (spawner.spawnLocal) { //计算出每一个Cube对应的Position位置 使用 ref 填充 GeneratePoints.RandomPointsOnCircle(new float3(), spawner.radius, ref positions); //遍历Position赋值 for (int i = 0; i < spawner.count; i++) { var position = new LocalPosition { Value = positions[i] }; //为每一个Entity赋值 EntityManager.SetComponentData(entities[i], position); //因为选择的是spawnLocal，所以要为对应的 entity添加 TransformParent（类似于原来的 transform.SetParent） EntityManager.AddComponentData(entities[i], new TransformParent { Value = sourceEntity }); } } else { GeneratePoints.RandomPointsOnCircle(center, spawner.radius, ref positions); for (int i = 0; i < spawner.count; i++) { var position = new Position { Value = positions[i] }; EntityManager.SetComponentData(entities[i], position); } } entities.Dispose(); positions.Dispose(); EntityManager.RemoveComponent<SpawnRandomCircle>(sourceEntity); //实例化 & AddComponent和RemoveComponent调用使注入的组无效， //所以在我们进入下一个产卵之前我们必须重新注入它们 UpdateInjectedComponentGroups(); } } } 

解析一

看到 ComponentSystem我们就可以知道里面的主要业务逻辑是基于Hybrid版ECS实现的，还是老套路，声明组件集合（产卵器），然后注入变量m_Group中

解析二

在这一段代码块中我们可以看到，因为Length==1（一个产卵器），所以后进入到while循环中执行对应的业务逻辑，当然在最后Length会为0，后续会提到原因。会根据产卵的个数声明对应个数的 entities 数组。使用EntityManager.Instantiate实例化Cube，创建对应的position数组（个数等于cube创建个数）。使用EntityManager.Instantiate最明显的特点是创建的Cube在hierarchy视图中是没有的。

解析三

使用GeneratePoints.RandomPointsOnCircle设置对应的随机位置（工程中有提供）。区分使用Local Position主要是这两地方，用EntityManager.AddComponentData把对应的父物体数据添加进去，类似于原来的 transform.SetParent。

解析四

这一部分也是使Length的值变为0的关键，把无用的数据entities与positions进行释放。移除对应的产卵器再重新注入。换句话说就是destory产卵器。

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然后我们创建一个能让Cube自转的sysytem,类似于

自转系统Code

using Unity.Collections; using Unity.Entities; using Unity.Jobs; using Unity.Burst; using Unity.Mathematics; using Unity.Transforms; using UnityEngine; public class RotationSpeedSystem : JobComponentSystem { [BurstCompile] struct RotationSpeedRotation : IJobProcessComponentData<Rotation, RotationSpeed> { //Time.deltaTime public float dt; public void Execute(ref Rotation rotation, [ReadOnly]ref RotationSpeed speed) { rotation.Value = math.mul(math.normalize(rotation.Value), quaternion.axisAngle(math.up(), speed.Value * dt)); } } protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps) { var job = new RotationSpeedRotation() { dt = Time.deltaTime }; return job.Schedule(this, 64, inputDeps); } } 

解析一

在自转系统中我们没有指定对应的Group（组件系统集合），而且执行的Execute代码块所继承接口IJobParallelFor代替为IJobProcessComponentData，IJobProcessComponentData文档中的解释笔者并是不是很理解，但根据测试的结果笔者认为是使用ref关键字搜索全部的Rotation组件，然后把自身的RotationSpeed数值赋值进去。因为如果在Logo上添加Rotation与RotationSpeed组件，Logo物体也会进行旋转（赋值相关代码下面会有讲解）。

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触发Cube旋转系统

全部Code

using Unity.Collections; using Unity.Entities; using Unity.Jobs; using Unity.Burst; using Unity.Mathematics; using Unity.Transforms; //在RotationSpeedSystem前运行 [UpdateBefore(typeof(RotationSpeedSystem))] public class RotationSpeedResetSphereSystem : JobComponentSystem { /// <summary> /// Logo对应的entity group /// </summary> struct RotationSpeedResetSphereGroup { //Logo给予Cube速度对应的数据 [ReadOnly] public ComponentDataArray<RotationSpeedResetSphere> rotationSpeedResetSpheres; //Logo对应的旋转半径 [ReadOnly] public ComponentDataArray<Radius> spheres; //Logo对应的位置 [ReadOnly] public ComponentDataArray<Position> positions; public readonly int Length; } //注入Logo组件集合 [Inject] RotationSpeedResetSphereGroup m_RotationSpeedResetSphereGroup; /// <summary> /// 方块的entity group /// </summary> struct RotationSpeedGroup { //方块自身的旋转速度 public ComponentDataArray<RotationSpeed> rotationSpeeds; //方块的位置 [ReadOnly] public ComponentDataArray<Position> positions; //固定写法 数值等于Cube的个数 public readonly int Length; } //注入Cube组件集合 [Inject] RotationSpeedGroup m_RotationSpeedGroup; [BurstCompile] struct RotationSpeedResetSphereRotation : IJobParallelFor { /// <summary> /// 方块的速度 /// </summary> public ComponentDataArray<RotationSpeed> rotationSpeeds; /// <summary> /// 方块的坐标 /// </summary> [ReadOnly] public ComponentDataArray<Position> positions; //下面都是Logo上面的组件 [ReadOnly] public ComponentDataArray<RotationSpeedResetSphere> rotationSpeedResetSpheres; [ReadOnly] public ComponentDataArray<Radius> spheres; [ReadOnly] public ComponentDataArray<Position> rotationSpeedResetSpherePositions; public void Execute(int i)//i 0-9 这个i值取对应 Schedule 中设置的 arrayLength 的数值 此Code中设置的为 m_RotationSpeedGroup.Length { //UnityEngine.Debug.Log($"长度{i}"); //方块的中心点 var center = positions[i].Value; for (int positionIndex = 0; positionIndex < rotationSpeedResetSpheres.Length; positionIndex++) { //计算圆球与方块的距离 ，小于指定具体传入速度 if (math.distance(rotationSpeedResetSpherePositions[positionIndex].Value, center) < spheres[positionIndex].radius) { rotationSpeeds[i] = new RotationSpeed { Value = rotationSpeedResetSpheres[positionIndex].speed }; } } } } protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps) { var rotationSpeedResetSphereRotationJob = new RotationSpeedResetSphereRotation { rotationSpeedResetSpheres = m_RotationSpeedResetSphereGroup.rotationSpeedResetSpheres, spheres = m_RotationSpeedResetSphereGroup.spheres, rotationSpeeds = m_RotationSpeedGroup.rotationSpeeds, rotationSpeedResetSpherePositions = m_RotationSpeedResetSphereGroup.positions, positions = m_RotationSpeedGroup.positions }; return rotationSpeedResetSphereRotationJob.Schedule(m_RotationSpeedGroup.Length, 32, inputDeps); } } 

解析一

用的还是前面的老套路，与以往不同是在RotationSpeedResetSphereSystem上添加的[UpdateBefore(typeof(RotationSpeedSystem))]特性，他负责确保RotationSpeedResetSphereSystem在RotationSpeedSystem前执行，可以理解为手动的控制执行顺序

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最后一步就是Cube速度衰减系统

全部Code

using Unity.Collections; using Unity.Entities; using Unity.Jobs; using Unity.Burst; using Unity.Mathematics; using UnityEngine; public class RotationAccelerationSystem : JobComponentSystem { [BurstCompile] struct RotationSpeedAcceleration : IJobProcessComponentData<RotationSpeed, RotationAcceleration> { public float dt; //对Cube自身的RotationSpeed进行衰减处理 public void Execute(ref RotationSpeed speed, [ReadOnly]ref RotationAcceleration acceleration) { speed.Value = math.max(0.0f, speed.Value + (acceleration.speed * dt)); } } protected override JobHandle OnUpdate(JobHandle inputDeps) { var rotationSpeedAccelerationJob = new RotationSpeedAcceleration { dt = Time.deltaTime }; return rotationSpeedAccelerationJob.Schedule(this, 64, inputDeps); } } 

解析一

使用的也是IJobProcessComponentData接口，整体和自旋转系统基本一致。

打完收工！！！真尼玛累~~~~