最近DOTS發(fā)布了正式的版本, 我們來(lái)分享一下DOTS里面Struct Change機(jī)制，方便大家上手學(xué)習(xí)掌握Unity DOTS開(kāi)發(fā)。

基于ArchType與Chunk的Entity管理機(jī)制

我們回顧以下ECS的內(nèi)存管理核心機(jī)制,基于ArchType+Chunk的Entity管理模式。每個(gè)Entity不直接存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)全部存放到ComponentData里面。每個(gè)類型的Entity，會(huì)把它所有的ComponentData的組合在一起。每種類型的Entity都會(huì)得到”一種組合類型”,我們把它叫做ArchType。每種類型的Enitity對(duì)應(yīng)一種ArchType。如果有新的類型的Entity出來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)有新的一種ArchType。ArchType對(duì)應(yīng)的內(nèi)存塊都是由Chunk統(tǒng)一分配，每個(gè)Chunk只會(huì)分配一種ArchType的內(nèi)存塊。

對(duì)惹，這里有一個(gè)游戲開(kāi)發(fā)交流小組，大家可以點(diǎn)擊進(jìn)來(lái)一起交流一下開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)呀！

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ArchType1:
chunk1【e1(c1c2),e2(c1c2),e3(c1c2)】
chunk2【e4(c1c2),e5(c1c2),e6(c1c2)】
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ArchType2:
chunk1【e1(c3c4),e2(c3c4),e3(c3c4)】
chunk2【e4(c3c4),e5(c3c4),e6(c3c4)】
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ArchType3: 
chunk1【e1(c5c6),e2(c5c6),e3(c5c6)】
chunk2【e3(c5c6),e4(c5c6),e5(c5c6)】
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Struct Change機(jī)制

當(dāng)我們操作entity中的ComponentData的時(shí)候，有可能導(dǎo)致Struct Change,及原來(lái)的ArchType以已經(jīng)不適合新的Entity了,必須要產(chǎn)生新的ArchType來(lái)存放數(shù)據(jù),這種我們叫做Struct Change。以下操作會(huì)導(dǎo)致Struct Change發(fā)生:

1. 創(chuàng)建or刪除一個(gè)Entity: Unity會(huì)從當(dāng)前Entity類型的ArchType里面找到一個(gè)chunk, 把第一個(gè)空閑的內(nèi)存塊分配分配出來(lái)。如果當(dāng)前的chunk都滿了，就重新向操作系統(tǒng)分配一個(gè)chunk內(nèi)存頁(yè)出來(lái)。當(dāng)刪除一個(gè)entity的時(shí)候，先找到內(nèi)存塊所在的chunk,找到內(nèi)存塊在chunk中的偏移位置，把最后一個(gè)entity的component數(shù)據(jù)復(fù)制到剛才釋放的內(nèi)存塊中,把最后的那個(gè)內(nèi)存塊釋放出來(lái)，供一下分配。
2. 添加或刪除一個(gè)組件數(shù)據(jù): 當(dāng)我們給entity添加or刪除一個(gè)組件數(shù)據(jù)的時(shí)候，意味著前后是不同的ArchType(因?yàn)楦淖兞私M合類型)。所以要先釋放原來(lái)ArchType對(duì)應(yīng)的內(nèi)存塊，然后在新的ArchType里面再找Chunk來(lái)分配出Entity的新的ComponentData內(nèi)存塊。
3. 修改了同一類型Entity共用的ShareComponent數(shù)據(jù): 每種ArchType共用一個(gè)ShareComponent數(shù)據(jù)，如果修改了ShareComponent數(shù)據(jù)，那么意味著要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的ShareComponent數(shù)據(jù)。那么代表著當(dāng)前的Entity已經(jīng)不再屬于當(dāng)前的ArchType了,既然這樣，系統(tǒng)就要重新基于新的ArchType來(lái)給Entity重新分配內(nèi)存塊，回收之前的內(nèi)存塊。

Struct Change的代價(jià)與開(kāi)銷

Struct Change引發(fā)的開(kāi)銷是非常大的，所以當(dāng)我們基于DOTS來(lái)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，你要能清楚的知道Struct Change的開(kāi)銷。Struct Change開(kāi)銷，除了要重新從chunk里面分配內(nèi)存塊，復(fù)制數(shù)據(jù)以外，還有同步點(diǎn)的開(kāi)銷,同步點(diǎn)你可以理解為一個(gè)鎖，當(dāng)發(fā)生了Strcut Change的時(shí)候，為了保證正確性,系統(tǒng)會(huì)生成一個(gè)同步點(diǎn),這樣其它的要使用這個(gè)數(shù)據(jù)的線程都會(huì)被掛起，直到Struct Change操作完成。

Struct Change還會(huì)導(dǎo)致之前系統(tǒng)里面的組件引用失效，所以當(dāng)發(fā)生Struct Change的時(shí)候,還要重新更新引用數(shù)據(jù),保證后面數(shù)據(jù)的正確。從上面來(lái)看Struct Change開(kāi)銷確實(shí)很大，特別是每次修改還要獲取同步點(diǎn)，同步點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的吞吐量下降，我們可以考慮把所有的Struct Change延后一起發(fā)生，這樣可以只請(qǐng)求一個(gè)同步點(diǎn)的基礎(chǔ)上把所有的Struct Change全部處理掉。