Unity2018新功能之Entity Component System（ECS）一

Entities介绍

Entities是Unity2018新引入的一个全新游戏设计框架，我们称之为实体组件系统（Entity Component System，简称ECS），它的出现使我们能够集中精力解决实际问题：构成游戏的数据和行为。它利用了C# Job System和Burst，使我们能够充分利用当今的多核处理器。通过从面向对象的设计转向面向数据的设计，我们将更容易重用代码，也更容易让其他人理解和使用ECS。

在Unity2018引入Entities之前，其实ECS框架早已经出现，但是ECS还是因为守望先锋采用了这个框架才被我们所熟知，后来Git上面出现了一个Entitas的插件可以直接用在Unity上面，我在以前的公司参与过一个项目就是用的Entitas插件。

实体Entity：一个ID，它可以用于间接的组件查找，用于在容器里面遍历。

组件数据ComponentData：存储在实体中的数据。

组件系统ComponentSystem：处理游戏，系统逻辑和行为的地方。

组Group：组件系统运行所需的ComponentData列表，相对于判断条件。

 

Entities和传统的ECS名称对比

Entities名称	传统ECS名称
Entity	Entity
ComponentData	Component
ComponentSystem	System

 

Entities和MonoBehaviour功能对比

Entities	MonoBehaviour
Entity	GameObject
ComponentData	Component的字段变量
ComponentSystem	Component的Update方法

 

 

Entities的安装

1. 点击菜单Window > Packages Manager > All，选择Entities，然后点击Install按钮安装。
2. 打开PlayerSettings>Other Settings>Scripting Runtime Version，我们选择.Net 4.x Equivalent。

注意：安装Entities后会报错是因为Unity默认的Scripting Runtime Version是.Net 3.5 Equivalent，我们改为.Net 4.x Equivalent即可。

Entities的使用

我们用一个简单的例子来讲解一下Entities的使用方法。

我们先用传统的写法写一个Cube的自转。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
 
public class RotationCube : MonoBehaviour {
 
    public float speed;
 
    // Use this for initialization
    void Start () {
        
    }
    
    // Update is called once per frame
    void Update () {
        transform.Rotate(Vector3.up * speed * Time.deltaTime);
    }
}

 

接下来我们混合加入ECS，把上面的代码拆分成Component和System。我们先写一个Component，只有一个字段变量。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
 
public class RotationCubeComponent :MonoBehaviour
{
    public float speed;
}

 

然后我们再写一个System，作为逻辑的处理。首先我们要继承ComponentSystem，然后重写OnUpdate，这里相当于MonoBehaviour的Update，我们在这里处理逻辑。Group则是组件系统运行所需的ComponentData列表，可以随意命名，我们可以在这里写很多不同的Group，作为处理逻辑的条件。GetEntities<Group>()表示获取指定的实体，所有符合条件的实体都将被获取到（这里符合条件的是所有带有RotationCubeComponent组件的实体都将被获取到）。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.Entities;
using UnityEngine;
 
public class RotationCubeSystem : ComponentSystem
{
    struct Group
    {
        public RotationCubeComponent  rotation;
        public Transform transform;
    }
 
    protected override void OnUpdate()
    {
        foreach (var enitites in GetEntities<Group>())
        {
            enitites.transform.Rotate(Vector3.up * enitites.rotation.speed * Time.deltaTime);
        }
    }
}

 

我们也可以用另外一种方式来写System。Inject表示注入数据，在Unity启动时会自动赋值合适的值

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using Unity.Entities;
using UnityEngine;
 
public class RotationCubeSystem : ComponentSystem
{
    struct Group
    {
        public readonly int Length;
        public ComponentArray<RotationCubeComponent> rotationCubeComponents;
        //public RotationCubeComponent  rotation;
        //public Transform transform;
    }
 
    [Inject] Group group;
 
    protected override void OnUpdate()
    {
        //foreach (var enitites in GetEntities<Group>())
        //{
        //    enitites.transform.Rotate(Vector3.up * enitites.rotation.speed * Time.deltaTime);
        //}
        for (int i = 0; i < group.rotationCubeComponents.Length; i++)
        {
            group.rotationCubeComponents[i].transform.Rotate(Vector3.up * group.rotationCubeComponents[i].speed * Time.deltaTime);
        }
    }
}

 

最后，我们创建一个Cube，附加上GameObjectEntity给他一个实体ID标识，附加上RotationCubeComponent组件，我们把旋转速度调为100，再创建几个Cube并且附加上GameObjectEntity，但不附加RotationCubeComponent组件，运行Unity后发现，带有RotationCubeComponent组件的实体会自转，没有带RotationCubeComponent组件的实体不会自传。

我们讲的这个案例主要是让大家了解ECS这个框架的基本思想和传统的开发思路的区别，即数据和逻辑分离。

我将在下一篇文章中继续深入讲解ECS的框架。