Unity ECS学习笔记（一）

ECS架构概述

ECS术语

实体Entity：像容器一样

组件数据Component Data：要存储在实体中的数据（不包括处理）

组件系统ComponentSystem：处理

组Group：组件系统运行所需的ComponentData列表

Unity官版ECS主要特征如下：

数据和行为分离
在通常的Unity开发中，我们会将Monobehavior组件挂载到一个Gameobjec上，而ECS中，则将设计为将组建附加到Entity上
使用一个池子（pool）来存放所有的Entity
可以给Entity设定分组（group）
通过matcher来获取指定的Entity

ECS与Unity的GameObject /Component相比，有一个稍微接近的地方。如果完全粗略地说明，则它与以下项目匹配。

Entity＝GameObject

ComponentData =Component的字段

ComponentSystem =Component的Update方法

Group = 无

环境

需要环境如下：

Unity 2018及以上，理论上2017的最后几个版本也可以，主要是要支持.net 4.6
安装ECS包

步骤

下载最新版Unity，建议官方下载
开Unity，新建一个项目：
进入Unity后，设置.net版本：依次点击File - BuildSetting - PlayerSetting - Other Setting - Scripting Runtime Version 设置为.NET 4.x Equivalent，会提示重启，点Restart重启Unity即可。
打开项目目录（即创建项目的文件夹），找到Packages目录，并找到里面的manifest.json文件

打开manifest.json文件，并将以下内容复制进去，并保存：

{

"dependencies": {

"com.unity.entities": "0.0.12-preview.5"

},

"registry": "https://packages.unity.com",

"testables": [

"com.unity.collections",

"com.unity.entities",

"com.unity.jobs"

]

}

在此进入Unity的环境时，会进行下载ECS包和导入，导入完成后，我们会发现顶部菜单栏多了Jobs项，

菜单栏打开Window - Packages Manager 也可以看到Entities已经安装：

例一：
接着我们来写个让cube旋转的测试样例：
新建一个Rotator.cs脚本

代码如下：

using UnityEngine;

public class Rotator : MonoBehaviour {

    public int speed;
}

没错，这个脚本继承自monobehavior，但是，他就只有一个字段，即，只有数据
再新建一个类，叫RotateSystem.cs，这个类我们让它继承ECS

using Unity.Entities;

public class RotateSystem : ComponentSystem

{

}

ComponentSystem来自Unity.Entities命名空间，所以，在开头需要进行引用。
创建一个结构体，作为容器来存储数据：

struct Components

{

    public Rotator rotator;

    public Transform transform;

}

Rotator就是上面创建的数据类，同时这里还存了一个transform，因为我们需要使用transform的实例方法
因为继承了ComponnetSystem，所以这个类还需要实现基类的一个OnUpdate方法：

protected override void OnUpdate()

{

}

这个方法同monobehavior一样，也是每帧调用。
在这个方法中，我们遍历下场景的所有Entity，使用GetEntities接口进行遍历即可

foreach (var item in GetEntities<Components>())

{

}

然后就是对遍历出来的子项做一些行为操作：

foreach (var item in GetEntities<Components>())

{

    item.transform.Rotate(0f, item.rotator.speed * Time.deltaTime, 0f);

}

到这里，代码算是告一段落了，我们需要在Unity中进行一些操作设置
在Unity界面下的Hierrarchy窗口下右键创建一个Cube，然后挂载Rotator.cs脚本

var deltaTime = Time.deltaTime;

foreach (var item in GetEntities<Components>())

{

    item.transform.Rotate(0f, item.rotator.speed * deltaTime , 0f);

}

再给cube添加一个GameObjectEntity脚本（ECS系统内置脚本，不需要你自己写）
现在点击运行，并给cube身上的rotator脚本设置speed的值，cube就可以转起来了。
你可以多复制几十或者几百个测试下效率。
当然，上面那个遍历脚本还可以优化一下，就是将Time.delaTime缓存一下，而不是放到循环里去，

最后我们可以通过Windows->Debug->Entity Debugger来查看下信息

例二：

创建一个Cube作为Player，点击Add Component添加GameObjectEntity脚本，然后编写InputComponent脚本，编写代码并添加的Cube上。

代码就这么简单，ECS中Component是数据容器，仅包含与Entity相关的值字段。

using UnityEngine;

public class InputComponent : MonoBehaviour {

    public float Horizontal;
    public float Vertical;
}

接下来编写移动的System，我们新建一个MovementSystem，用来做对移动行为的控制System

using Unity.Entities;

public class MovementSystem : ComponentSystem {

	private struct Components
    {
        public Transform Transform;
        public InputComponent InputComponent;
    }


	protected override void OnUpdate ()
    {
        var deltaTime = Time.deltaTime;
        var speed = 10.0f;

        //遍历所有的所有包含结构体中组件的Entity
       foreach(var e in GetEntities<Components>())
        {
            var vector = new Vector3(e.InputComponent.Horizontal, 0, e.InputComponent.Vertical);
            e.Transform.Translate(vector * deltaTime * speed);
        }
    }
}

然后是InputSystem，代码如下：

using Unity.Entities;

public class InputSystem : ComponentSystem
{
	private struct Data
    {
        //结构体长度，即数据数量
        public readonly int Length;
        //获取所有包含InputComponent的数组
        public ComponentArray<InputComponent> InputComponents;
    }

    //Unity会自动注入满足此字段的对象
        [Inject] Data data;

    protected override void OnUpdate()
    {
        var horizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
        var vertical = Input.GetAxis("Vertical");

        for (int i = 0; i < data.Length; i++)
        {
            data.InputComponents[i].Horizontal = horizontal;
            data.InputComponents[i].Vertical = vertical;
        }
    }
}

我们可以通过Entity Debuger来查看下信息，可以看到InputComponent下成功找到Entity 0这个对象了，说明我们的注入是成功的。

按下上下左右按键，我们的方块成功移动起来了，可以看到使用ECS，我们Entity对象上仅仅只有包含数据的Component，而我们无需关心其他System是如何运作的，每个System只关心自己本身的实现就行了。

Unity ECS学习笔记（一）

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