Entitas实现简析

Entitas实现简析

  这里主要讲Entitas的执行原理，不讲Entitas的代码生成方面。

ECS简介

  ECS(实体-组件-系统)是一种经常使用于游戏开发的架构模式。
  实体： 实体只是一个ID或一个容器，用来标记或存储一系列组件。
  组件： 没有任何逻辑，单纯用来存储数据。
  系统： 循环处理特定的组件。
  ECS主要强调了两个方面：
  1.用数据的组合去描述对象，而不是继承。
  2.数据和逻辑的分离。

Unity中的EC

  Unity采用了EC的设计思路，和传统ECS不一样，Unity的Component除了存储数据，还保留了操做Component中数据的方法。
  Unity中的Entiy就是GameObject，Component就是GameObject上挂载的组件各类组件，如Transform。
  GameObject是各类Component的容器，自己并无实际意义(与ECS中Entity的定义略有不一样，GameObject包含了tag、name、activeSelf等属性。若是是在纯粹的ECS系统中，tag等属性应该做为Component挂载在GameObject)。
  好比场景中的一个Cube，由Transform、MeshFilter、MeshRenderer、BoxCollider四个组件组成。咱们能在场景中看到这个Cube是由于Unity从MeshFilter获得了Mesh信息，告诉了GPU这是一个立方体，从MeshRenderer中的到了渲染这个Mesh的信息，告诉GPU这个Mesh上的UV对应的是哪张贴图的坐标，渲染成什么颜色等信息。从Transform中得知了该将这个Cube渲染在哪一个位置，旋转多少度等。Unity经过BoxCollider和Transform信息去作碰撞检测。(在Cube的渲染这个例子中，能够把Unity自身看做ECS中的System的集合，由于Unity中的各个模块获取了这个Cube中特定Component中的信息，根据这些信息作一些事情)
  Unity中的EC与传统ECS最大的两个区别就是：
  1.Entity上带着一些属性数据name、tag等，Component不只有数据，还集成了大量的方法。好比在Unity中但愿旋转一个Transform会直接调用Transform的Rotate方法，而在传统ECS中，极可能是在Cube这个Entity上挂载一个Rotate组件，而后由专门的RotateSystem去处理这个转动。
  2.没有System对Component进行统一的处理。

Entitas简介

  Entitas是一个用C#实现的ECS框架，提供了方便的代码生成功能。
  用法的介绍官方项目写的比较详细，这里就很少作介绍。

Entitas运行流程

  也就是说整个ECS系统的内部数据维护(Group、Collector、EntityIndex)复杂度主要放在Entity的修改上了。
  在给一个Entity添加一个Component时，不只仅是对Entity进行了修改，还会经过事件将这个添加传递给Context，Context遍历全部Group，找到知足此次修改条件的Group，对全部受到影响的Group进行修改。而后再经过Group将此次修改事件分发到Collector或其余监听该Group的模块中去。
  这种方式带来的好处十分明显，那就是获取一种类型的Entity（也就是一个Group），只有第一次会遍历全部的Entity生成这个Group，以后再获取该类型Entity的复杂度就只有O(1)。
  可是也有必定的隐患，当Group和Collector比较少时，这不是一个高消耗操做，可是Group、Collector不少，且在每一帧对Entity进行频繁修改的时候。这可能会成为一个高消耗操做。

Tips

  1.在销毁一个Entity时，会移除Entity身上全部的Component，而后再进行回收。在移除Component时可能会经过Group把这个移除事件发送到监听Remove行为的Collector中，Collector会持有这个被销毁的Entity。因此在filter、或execute时不能直接依赖Collector的收集条件，还须要对Entity的Component作独立的判断。
  其实任什么时候候filter都须要对Entity的Component作判断，由于Collector收集的Entity极可能在其余地方被改变。

  2.Entity不该该被ECS系统外的模块持有，由于系统外对Entity的持有不会被自动引用计数（能够本身添加）。可能会致使一个Entity被销毁而后又从池子中从新取出来， 外部模块对这个Entity的引用没有改变，但已经可能不是本身持有的那个Entity了。
  须要避免在外界持有Entity或经过持有uuid间接从context中持有这个Entity。

  3.在replaceComponent时，发送了Remove、Add、Update三个事件，而不是只发送了Update事件。

  4.在代码生成时，对单Componet的Matcher进行了缓存，如游戏中经常使用的Postion和Name等Component，可是对组合Component的Matcher没有进行缓存。所在在两个不一样的ReactiveSystem中使用Matcher相同的Collector时，如：

//1,2表明Postion和Name的Index
//在使用代码生成时会生成相似Matcher.Position、Matcher.Name的静态函数，方便开发者使用
context.CreateCollector(Matcher.AllOf(1,2));

  这样会生成两个Matcher相同的Group实例。
  若是在乎这一点的话能够本身对Matcher进行缓存。

写在后面

  在对ECS架构模式的理解和Entitas的使用上我仍是一个新手，只是刚刚开始使用，若是有什么写的不对的地方，各位大佬能够留言指正。