Unity DOTS从入门到精通之EntityCommandBufferSystem

前言

DOTS（面向数据的技术堆栈）是一套由 Unity 提供支持的技术，用于提供高性能游戏开发解决方案，特别适合需要处理大量数据的游戏，例如大型开放世界游戏。

本文讲解了如何使用“ ECB ”来执行Job处理过程中无法执行的命令，例如“创建实体”。

• Unity 2022.3.52f1
• Entities 1.3.10

安装 DOTS 包

要安装 DOTS 包，请按照以下步骤操作：

（1）从菜单“窗口 → 包管理器”打开包管理器。

（2）搜索“ Entities” 并安装 Entities和Entities Graphics。

（3）搜索“ Universal RP” 并安装 Universal RP，并设置Graphics/Scriptable Render Pipeline Settings。

这会添加“实体”作为依赖项，并递归添加它所依赖的关联包（ Burst、Collections、Jobs、Mathematics等）。

ECB

“ ECB ” (Entity Command Buffer) 是一个缓冲区，在 Unity DOTS 中用于管理和执行 EntityCommandBuffer 命令队列的重要系统。它确保了跨线程和跨帧操作的安全性

默认提供了以下几种 EntityCommandBufferSystem 实现：

BeginInitializationEntityCommandBufferSystem

EndInitializationEntityCommandBufferSystem

BeginSimulationEntityCommandBufferSystem

EndSimulationEntityCommandBufferSystem

BeginPresentationEntityCommandBufferSystem

EndPresentationEntityCommandBufferSystem

FixedStepSimulationEntityCommandBufferSystem

这些系统的名称中包含了它们所属的阶段（Initialization、Simulation、Presentation）以及它们在这些阶段中的执行时机（Begin 和 End）。

ECB可以执行的指令

ECB 可以执行的命令在 EntityCommandBuffer 方法中定义。

・AddBuffer(Entity)：添加一个缓冲区。

・AddComponent(Entity, T)：添加一个组件。

・AddComponent（EntityQuery，ComponentType）：添加一个组件。

・AddSharedComponent(Entity, T):添加一个共享组件。

・AddSharedComponent(EntityQuery, T)：添加一个共享组件。

・CreateEntity（EntityArchetype）：创建一个实体。

・DestroyEntity（Entity）：摧毁一个实体。

・DestroyEntity（EntityQuery）：销毁一个实体。

・RemoveComponent(Entity):删除一个组件。

・RemoveComponent（Entity，ComponentType）：删除一个组件。

・RemoveComponent（EntityQuery，ComponentType）：删除一个组件。

・SetBuffer(Entity)：更新缓冲区。

・SetComponent(Entity, T)：更新一个组件。

・SetSharedComponent(Entity, T)：更新共享组件。

・实例化（实体）：创建一个实例。

・ToConcurrent（）：转换为并行ECB。

・Playback（EntityManager）：执行命令。

・Dispose()：处理。

各类 EntityCommandBufferSystem 的区别与用途

2.1 BeginInitializationEntityCommandBufferSystem

所属阶段: Initialization（初始化阶段）

执行时机: 在 InitializationSystemGroup 的最开始执行。

用途: 适用于在所有初始化系统运行之前提交命令，例如在初始化前预加载资源或设置初始状态。

示例使用场景: 预加载游戏资源，初始化全局状态。

2.2 EndInitializationEntityCommandBufferSystem

所属阶段: Initialization（初始化阶段）

执行时机: 在 InitializationSystemGroup 的最后执行。

用途: 适用于在所有初始化系统运行之后提交命令，例如生成初始实体或设置初始组件。

示例使用场景: 创建游戏中的初始实体，设置初始组件数据。

2.3 BeginSimulationEntityCommandBufferSystem

所属阶段: Simulation（模拟阶段）

执行时机: 在 SimulationSystemGroup 的最开始执行。

用途: 适用于在模拟逻辑运行之前提交命令，例如重置状态或准备模拟所需的实体和组件。

示例使用场景: 重置游戏逻辑状态，准备模拟所需的实体。

2.4 EndSimulationEntityCommandBufferSystem

所属阶段: Simulation（模拟阶段）

执行时机: 在 SimulationSystemGroup 的最后执行。

用途: 适用于在模拟逻辑运行之后提交命令，例如销毁实体或更新组件数据。

示例使用场景: 销毁不再需要的实体，更新组件数据以反映模拟结果。

2.5 BeginPresentationEntityCommandBufferSystem

所属阶段: Presentation（呈现阶段）

执行时机: 在 PresentationSystemGroup 的最开始执行。

用途: 适用于在渲染之前提交命令，例如更新与渲染相关的组件或准备渲染所需的实体。

示例使用场景: 更新渲染相关的组件，准备渲染所需的实体。

2.6 EndPresentationEntityCommandBufferSystem

所属阶段: Presentation（呈现阶段）

执行时机: 在 PresentationSystemGroup 的最后执行。

用途: 适用于在渲染之后提交命令，例如清理渲染相关的资源或处理后处理效果。

示例使用场景: 清理渲染资源，处理后处理效果。

2.7 FixedStepSimulationEntityCommandBufferSystem

所属阶段: Simulation（模拟阶段），专为固定时间步长设计。

执行时机: 在固定时间步长的模拟阶段执行。

用途: 适用于需要与物理引擎等固定时间步长系统配合的操作，例如处理碰撞事件或物理模拟后的操作。

示例使用场景: 处理物理引擎的碰撞事件，更新与物理模拟相关的组件。

示例：

从System 往Job层传递

partial struct BulletMoverSystem : ISystem
{
    [BurstCompile]
    public void OnCreate(ref SystemState state)
    {
        state.RequireForUpdate<EndSimulationEntityCommandBufferSystem.Singleton>();
    }

    [BurstCompile]
    public void OnUpdate(ref SystemState state)
    {
        var ecb = SystemAPI.GetSingleton<EndSimulationEntityCommandBufferSystem.Singleton>()
            .CreateCommandBuffer(state.WorldUnmanaged).AsParallelWriter();

        var job = new BulletMoverJob
        {
            deltaTime = SystemAPI.Time.DeltaTime,
            ECB = ecb,
        };

        var jobHandle = job.ScheduleParallel(state.Dependency);
        jobHandle.Complete();
    }
}

Job中的ECB使用

[BurstCompile]
public partial struct ShootAttackJob : IJobEntity
{
    public EntitiesReferences EntitiesReferences;
    public float DeltaTime;
    public EntityCommandBuffer.ParallelWriter ECB;

    public void Execute([EntityIndexInQuery] int index,
        ref LocalTransform localTransform,
        ref FindTarget findTarget,
        ref ShootAttack shootAttack,
        ref UnitMover unitMover)
    {
        shootAttack.timer -= DeltaTime;
        if (shootAttack.timer > 0f)return;
        shootAttack.timer = shootAttack.timerMax;
		
		//克隆实体
        Entity bulletEntity = ECB.Instantiate(index, EntitiesReferences.bulletPrefabEntity);
        float3 bulletSpawnWorldPosition = localTransform.TransformPoint(shootAttack.bulletSpawnLocalPosition);
        //修改实体组件
        ECB.SetComponent(index, bulletEntity, LocalTransform.FromPosition(bulletSpawnWorldPosition));
        ECB.SetComponent(index, bulletEntity, new Bullet
        {
            speed = 5,
            damageAmount = shootAttack.damageAmount
        });
        //销毁实体
		ECB.DestroyEntity(index, entity);
    }
}