Entity Command Buffer （ECB）

在前面的例子中，我们都是通过EntityManager来创建或销毁Entity，或者给Entity添加删除Component。但是在实际的情况中，我们可能需要在System中来做这些操作，比如一个Entity有一个存活时长的属性，我们会用一个System来计算已存活的时间，当时间到了后销毁该Entity。

根据前面的知识，我们需要一个Component来存储这个存活时长的属性，例如：

struct Lifetime : IComponentData
{
    public float Value;
}

然后需要一个System对该Component进行处理，例如：

class LifetimeSystem : SystemBase
{
    protected override void OnUpdate()
    {
        float time = Time.DeltaTime;
        Entities.ForEach((Entity entity, ref Lifetime lifetime) =>
        {
            if (lifetime.Value <= 0)
                World.DefaultGameObjectInjectionWorld.EntityManager.DestroyEntity(entity);
            else
                lifetime.Value -= time;
        }).ScheduleParallel();
    }
}

代码看着好像没啥问题，每帧减去已存活的时间，当时间为0后利用我们的EntityManager来销毁这个Entity。

但是切回Unity，编译后会发现，编译报错了：

error DC0027: Entities.ForEach Lambda expression makes a structural change. Use an EntityCommandBuffer to make structural changes or add a .WithStructuralChanges invocation to the Entities.ForEach to allow for structural changes. Note: LambdaJobDescriptionConstruction is only allowed with .WithoutBurst() and .Run().

从这个报错中，引出一个问题，何为structural change？在解释structural change之前，我们先来了解下Sync points

Sync points （synchronization point）

在程序执行的时候，有些操作可能需要等待所有当前正在被调度的Job全部执行完成，那么这个时间点我们可以称之为一个同步点（sync point）。

像前面的我们在一个System中要销毁一个Entity，但是同一帧中，可能有另一个System会对这个Entity的别的Component的值进行修改，那么就肯定会出错。因此我们的销毁操作应该等其他System中的操作都做完再去执行。

如果同步点越多那么我们的Job的执行效率就会越差，需要很多的等待，因此我们要尽量的避免同步点。

Structural changes

结构变化（Structural change）是造成同步点的主要原因，下面的操作都会造成结构变化

创建Entity
销毁Entity
给Entity添加Component
删除Entity中的Component
修改Entity中Share Component的值

可以看出，所谓的结构变化，就是我们的操作导致存储Entity的Chunk发生了变化。而这些操作只能在主线程中去执行。这也就是我们我们前面不能在Job中（子线程）去销毁Entity的原因了。

Avoiding sync points（避免同步点）

这个时候就要由我们的Entity Command Buffer（ECB）出场了，ECB可以让我们会导致结构变化的操作排队等候，而不是立即执行。存储在ECD中的命令可以在一帧的最后时刻再去执行，这样原本一帧内可能有多个同步点，可以集中到一起，变成一个同步点。

在前面介绍ComponentSystemGroup的时候，我们知道它有一个List（m_systemsToUpdate）用于存放该Group下所有的System。在一个标准的ComponentSystemGroup实例中，这个List的前后会分别有一个EntityCommandBufferSystem的实例，这也是一种继承于ComponentSystemBase的System类型，我们可以从中获取到ECB对象。一帧内，在Group中的所有System的Structural change都会在同一时刻被执行。同时使用ECB我们可以将结构变化的操作放在Job中多线程处理，否则只能在主线程中去执行。

如果有些任务不能使用EntityCommandBufferSystem，那么我们可以尝试将组内带有Structural change的System排列在一起，因为如果两个带有Structural change的System的Update方法是接连着的，那么只会产生一个Sync point。

EntityCommandBufferSystem

EntityCommandBufferSystem是前面System篇没有提到的，它也是ECS提供的System中的一种。我们可以从一个EntityCommandBufferSystem中获取到多个ECB对象，然后根据他们被创建的顺序，在Update的时候执行它们。这样在Update的时候只会造成一个Sync point，而不再是一个ECB产生一个Sync point。

前面我们提到ECS默认的World给我们提供了三个System Group，分别为initialization, simulation, and presentation。前面提到每个System Group中存放System的List前后都应该有一个EntityCommandBufferSystem，他们也不例外，如下：

BeginInitializationEntityCommandBufferSystem
EndInitializationEntityCommandBufferSystem
BeginSimulationEntityCommandBufferSystem
EndSimulationEntityCommandBufferSystem
BeginPresentationEntityCommandBufferSystem

我们应该尽量使用这些已存在的EntityCommandBufferSystem，会比我们自己创建EntityCommandBufferSystem产生更少的Sync point。我们可以使用下面方法来获取到这些EntityCommandBufferSystem：

EndSimulationEntityCommandBufferSystem endSimulationEcbSystem = World.GetOrCreateSystem<EndSimulationEntityCommandBufferSystem>();

接着可以利用CreateCommandBuffer方法来创建一个ECB：

EntityCommandBuffer ecb = endSimulationEcbSystem.CreateCommandBuffer();

接着我们就可以使用ECB来执行Structural change操作：

ecb.CreateEntity();
ecb.DestroyEntity(entity);
ecb.AddComponent<Translation>(entity);
ecb.RemoveComponent<Translation>(entity);
ecb.SetSharedComponent(entity, new RenderMesh());

如果我们的ECB对象要在一个被调度的多线程Job中使用（Job.ScheduleParallel()），我们需要调用ToConcurrent方法，来将其转换成一个并发的ECB对象。

EntityCommandBuffer.Concurrent ecbc = ecb.ToConcurrent();

这样在ECB中的命令序列不在依赖于代码的执行顺序，因此我们必须将Entity在EntityQuery中的下标作为参数传递进去：

ecbc.CreateEntity(entityInQueryIndex);
ecbc.DestroyEntity(entityInQueryIndex, entity);
ecbc.AddComponent<Translation>(entityInQueryIndex, entity);
ecbc.RemoveComponent<Translation>(entityInQueryIndex, entity);
ecbc.SetSharedComponent(entityInQueryIndex, entity, new RenderMesh());

最后我们要利用AddJobHandleForProducer方法将我们的System的JobHandle加到EntityCommandBufferSystem中

endSimulationEcbSystem.AddJobHandleForProducer(Dependency);

实例

前面讲了一堆有的没有，程序员还是看代码最实际。我们如何使用ECB解决前面的报错问题呢？代码如下

class LifetimeSystem : SystemBase
{
    EndSimulationEntityCommandBufferSystem endSimulationEcbSystem;
    
    protected override void OnCreate()
    {
        base.OnCreate();
        endSimulationEcbSystem = World.GetOrCreateSystem<EndSimulationEntityCommandBufferSystem>();
    }

    protected override void OnUpdate()
    {
        float time = Time.DeltaTime;
        EntityCommandBuffer ecb = endSimulationEcbSystem.CreateCommandBuffer();
        EntityCommandBuffer.Concurrent ecbc = ecb.ToConcurrent();
        Entities.ForEach((Entity entity, int entityInQueryIndex, ref Lifetime lifetime) =>
        {
            if (lifetime.Value <= 0)
                ecbc.DestroyEntity(entityInQueryIndex, entity);
            else
                lifetime.Value -= time;
        }).ScheduleParallel();
        endSimulationEcbSystem.AddJobHandleForProducer(this.Dependency);
    }
}

ECS的简单入门（五）：Entity Command Buffer

Entity Command Buffer （ECB）

Sync points （synchronization point）

Structural changes

Avoiding sync points（避免同步点）

EntityCommandBufferSystem

实例

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