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UnityDots学习（六）

ops 2025/6/16 8:33:36

五中介绍学习了Component的使用，此篇介绍System和Job常用Api

概述：

system是游戏在运行时Unity会自动运行，分成如下2个接口

  • SystemBase：
    是 ECS 0.x 版本（旧版 ECS）的主要系统实现方式，基于 C# 类继承机制，使用传统的面向对象编程风格。它是 Unity 早期推广 ECS 时的核心组件，适合熟悉传统 Unity 编程的开发者快速上手。

  • ISystem：
    是 ECS 1.x 版本（新版 ECS，也称为 "Burst Systems"）引入的系统接口，基于 C# 接口和ref struct实现，专为高性能和内存效率优化。它利用了 C# 8.0 的接口默认方法和ref struct特性，是 Unity 未来主推的 ECS 系统实现方式。

  • 适用场景

  • 使用SystemBase的情况：

    • 项目仍在使用旧版 ECS（0.x）或需要兼容旧代码。
    • 对性能要求不极端，希望快速实现功能。
    • 需要与传统 Unity 组件或 MonoBehaviour 交互。

  • 使用ISystem的情况：

    • 新项目或追求极致性能的场景（如 AAA 游戏、高并发模拟）。
    • 需要充分利用 Burst 编译器和 DOTS 框架的新特性。
    • 愿意学习更底层的 API 和函数式编程风格。

简单理解下，SystemBase中可以使用托管对象。但ISystem的性能更高。

示例：

SystemBase

public partial class EnemySystem: SystemBase
{private Transform player;protected override void OnUpdate(){if (player == null){player = GameObject.Find("Player").transform;return;}float3 p_Pos = player.transform.position;var entityMng = World.EntityManager;var entities = entityMng.GetAllEntities(Allocator.Temp);foreach (var entity in entities){if (entityMng.HasComponent<AgentComponent>(entity)){var ac = entityMng.GetComponentData<AgentComponent>(entity);if (ac.state == 0){//主角附近var lt =entityMng.GetComponentData<LocalTransform>(entity);lt.Position = p_Pos + new float3(UnityEngine.Random.Range(-25,25), -0.4f, UnityEngine.Random.Range(-25,25));entityMng.SetComponentData(entity, lt);ac.state = 1;entityMng.SetComponentData(entity, ac);}}}}
}

ISystem:

[UpdateBefore(typeof(ActiveAnimationSystem))]
partial struct ChangeAnimationSystem : ISystem {[BurstCompile]public void OnCreate(ref SystemState state) {state.RequireForUpdate<AnimationDataHolder>();}[BurstCompile]public void OnUpdate(ref SystemState state) {AnimationDataHolder animationDataHolder = SystemAPI.GetSingleton<AnimationDataHolder>();ChangeAnimationJob changeAnimationJob = new ChangeAnimationJob {animationDataBlobArrayBlobAssetReference = animationDataHolder.animationDataBlobArrayBlobAssetReference,};changeAnimationJob.ScheduleParallel();}}

Job 是可并行执行的自包含计算单元，通常处理一组独立的数据（如组件数组）。

Job可以在System内部创建并且分配到不同的线程进行调用从而实现CPU的高效利用。

Job在System下的示例：

[BurstCompile]
public partial struct UnitMoverJob : IJobEntity {public float deltaTime;public void Execute(ref LocalTransform localTransform, ref UnitMover unitMover, ref PhysicsVelocity physicsVelocity) {float3 moveDirection = unitMover.targetPosition - localTransform.Position;float reachedTargetDistanceSq = UnitMoverSystem.REACHED_TARGET_POSITION_DISTANCE_SQ;if (math.lengthsq(moveDirection) <= reachedTargetDistanceSq) {// Reached the target positionphysicsVelocity.Linear = float3.zero;physicsVelocity.Angular = float3.zero;unitMover.isMoving = false;return;}unitMover.isMoving = true;moveDirection = math.normalize(moveDirection);localTransform.Rotation =math.slerp(localTransform.Rotation,quaternion.LookRotation(moveDirection, math.up()),deltaTime * unitMover.rotationSpeed);physicsVelocity.Linear = moveDirection * unitMover.moveSpeed;physicsVelocity.Angular = float3.zero;}}

在System里运行：

 [BurstCompile]public void OnUpdate(ref SystemState state) {UnitMoverJob unitMoverJob = new UnitMoverJob {deltaTime = SystemAPI.Time.DeltaTime,};unitMoverJob.Run();//单线程unitMoverJob.ScheduleParallel();//多线程
}

同时运行10000个单位，截图所示运行速度

那问题来了，什么情况下我们要使用IJob，什么情况下我们在System内部写逻辑即可。

1.直接在 System 内部写逻辑

  • 实现方式：
    在SystemBase.OnUpdate()或ISystem.OnUpdate()中直接编写代码，使用Entities.ForEach或循环遍历实体。

  • 性能瓶颈：

    • 通常在主线程执行，阻塞渲染和输入处理。

    • 即使使用ScheduleParallel()，也依赖于传统的Job接口，存在一定的调度开销。

  • 使用 IJobEntity

  • 实现方式：
    定义独立的IJobEntity结构体，通过ScheduleParallel()并行执行，自动处理实体遍历。

  • 性能优势：

    • 并行效率更高：基于Chunk级并行，减少缓存未命中。

    • 内存访问优化：直接操作ArchetypeChunk，数据局部性更好。

    • 更低的调度开销：Unity 自动生成高效的调度代码。

    • Burst 兼容性更好：结构体形式更易被 Burst 编译为优化的本地代码。

2. 适用场景

优先使用 IJobEntity 的情况

  • 处理大量实体（如粒子系统、寻路单元）。

  • 计算密集型逻辑（如物理模拟、复杂 AI）。

  • 需要充分利用多核 CPU，避免主线程阻塞。

  • 追求极致性能，愿意编写更结构化的代码。

可直接在 System 内写逻辑的情况

  • 少量实体（如 UI 相关实体）或简单初始化逻辑。

  • 需要频繁与主线程数据交互（如读取输入或 Unity API）。

  • 原型开发阶段，快速验证功能。

  • 逻辑简单且无需并行（如单例组件处理）。

3. 性能优化建议

  1. 结合 Burst 编译：
    为IJobEntity和System都添加[BurstCompile]，但IJobEntity的结构体形式更易被 Burst 优化。

  2. 减少主线程同步：
    避免在System中频繁调用JobHandle.Complete()，而IJobEntity的Run()方法仅用于简单场景。

  3. 数据布局优化：
    IJobEntity默认基于Chunk处理，天然符合 ECS 的数据布局，减少缓存未命中。

  4. 避免托管代码：
    IJobEntity内部应使用NativeContainer和Unity.Mathematics，避免托管对象（如List<T>）。

4. 总结

特性

直接在 System 内部写逻辑

使用 IJobEntity

执行线程

主线程或工作线程

工作线程池（并行）

性能上限

中等（依赖传统 Job）

高（专为 ECS 优化）

代码复杂度

低（直观）

中（需定义独立结构体）

适用场景

少量实体、简单逻辑

大量实体、计算密集型任务

结论：在 Unity ECS 中，IJobEntity是处理大量实体的首选方案，而直接在System内写逻辑适合快速迭代或简单场景。随着 Unity DOTS 框架的发展，IJobEntity的性能优势会愈发明显。

下面的常见API记录比较散，都是变学习变遇到的都记录下

1.禁用某个组件

entityManager.SetComponentEnabled

示例：需要注意被禁用的组件需要继承IEnableableComponent

   public struct ExecuteMainThread : IComponentData,IEnableableComponent{}[BurstCompile]public void OnUpdate(ref SystemState state){EntityManager entityManager = World.DefaultGameObjectInjectionWorld.EntityManager;EntityQuery entityQuery = new EntityQueryBuilder(Allocator.Temp).WithAll<ExecuteMainThread>().Build(entityManager);NativeArray<Entity> entityArray = entityQuery.ToEntityArray(Allocator.Temp);//NativeArray<ExecuteMainThread> selectedArray = entityQuery.ToComponentDataArray<ExecuteMainThread>(Allocator.Temp);Debug.Log("ComponentCount:" + entityArray.Length);if (entityArray.Length > 0){for (int i = 0; i < entityArray.Length; i++){entityManager.SetComponentEnabled<ExecuteMainThread>(entityArray[i],false);}}}

2.查询某entity带有附件条件Component

WithDisabled某个实体禁用了某个组件

WithPresent只要这个组件存在于某个实体就会被统计

代码示例：

public partial struct MyTestSystem: ISystem
{[BurstCompile]public void OnCreate(ref SystemState state){state.RequireForUpdate<ExecuteMainThread>();}[BurstCompile]public void OnUpdate(ref SystemState state){foreach (RefRW<A> a in SystemAPI.Query<RefRW<A>>().WithDisabled<B>()){Debug.Log("Has A DisableB:");}foreach (RefRW<A> a in SystemAPI.Query<RefRW<A>>().WithPresent<B>()){Debug.Log("Has A With Has B:");}}
}public struct A : IComponentData
{}public struct B : IComponentData, IEnableableComponent
{}

3.获取某Component的Entity示例

使用WithEntityAccess

示例：

    [BurstCompile]public void OnUpdate(ref SystemState state){foreach ((RefRW<A> a,Entity entity) in SystemAPI.Query<RefRW<A>>().WithDisabled<B>().WithEntityAccess()){Debug.Log("Has A DisableB:" + entity.Index);}}

4.查询entity带有某组件二种方式

使用EntityQuery，一种是WithAll,另一种CreateEntityQuery

代码示例：

    private void QueryFunction(){EntityManager entityManager = World.DefaultGameObjectInjectionWorld.EntityManager;EntityQuery entityQuery = new EntityQueryBuilder(Allocator.Temp).WithAll<A>().Build(entityManager);NativeArray<Entity> entityArray = entityQuery.ToEntityArray(Allocator.Temp);EntityQuery entityQuery2 =entityManager.CreateEntityQuery(typeof(A),typeof(B));}
特性WithAllCreateEntityQuery
API 类型查询修饰符（链式调用）独立方法，返回 EntityQuery
查询构建方式声明式（链式调用）命令式（显式创建）
性能优化适合简单查询，自动优化适合复杂查询，可手动缓存和复用
灵活性只能在 Entities.ForEach 中使用可独立使用，支持更多查询选项
查询条件仅支持 WithAll、WithAny 等支持 All、Any、None 组合
适用场景快速编写一次性查询复杂查询、需要频繁复用的查询

5.Dots下获取单例

使用SystemAPI.GetSingleton

代码示例：

PhysicsWorldSingleton physicsWorldSingleton = SystemAPI.GetSingleton<PhysicsWorldSingleton>();
CollisionWorld collisionWorld = physicsWorldSingleton.CollisionWorld;

6.删除和添加实体

    private void AddOrDesEntity(SystemState state){EntityManager entityManager = World.DefaultGameObjectInjectionWorld.EntityManager;EntityQuery entityQuery = new EntityQueryBuilder(Allocator.Temp).WithAll<A>().Build(entityManager);NativeArray<Entity> entityArray = entityQuery.ToEntityArray(Allocator.Temp);//获取CommandBufferEntityCommandBuffer entityCommandBuffer =SystemAPI.GetSingleton<EndSimulationEntityCommandBufferSystem.Singleton>().CreateCommandBuffer(state.WorldUnmanaged);//删除EntityentityCommandBuffer.DestroyEntity(entityArray[0]);//创建EntityEntity entity = entityCommandBuffer.CreateEntity();//添加组件entityManager.AddComponent<A>(entity);//删除组件entityManager.RemoveComponent<A>(entity);}

7.验证实体的有效性

使用Exsit验证Entity使用HasComponent验证实体的组件

8.某System运行OnUpdate需要条件

用RequireForUpdate<XX>来判定

    [BurstCompile]public void OnCreate(ref SystemState state){state.RequireForUpdate<ExecuteMainThread>();}

伴有条件组件启用

WithOptions(EntityQueryOptions.XX | EntityQueryOptions.XX)

namespace Unity.Physics.Authoring
{/// <summary>///     Custom physics proxy baking system/// </summary>[UpdateInGroup(typeof(PostBakingSystemGroup))][WorldSystemFilter(WorldSystemFilterFlags.BakingSystem)]public partial class CustomPhysicsProxyBakingSystem : SystemBase{protected override void OnUpdate(){var transformFromEntity = GetComponentLookup<LocalTransform>();var physicsMassFromEntity = GetComponentLookup<PhysicsMass>();var physicsColliderFromEntity = GetComponentLookup<PhysicsCollider>();foreach (var (driver, entity) in SystemAPI.Query<RefRW<CustomPhysicsProxyDriver>>().WithEntityAccess().WithOptions(EntityQueryOptions.IncludePrefab | EntityQueryOptions.IncludeDisabledEntities)){transformFromEntity[entity] = transformFromEntity[driver.ValueRW.rootEntity];physicsMassFromEntity[entity] = PhysicsMass.CreateKinematic(physicsColliderFromEntity[driver.ValueRW.rootEntity].MassProperties);physicsColliderFromEntity[entity] = physicsColliderFromEntity[driver.ValueRW.rootEntity];}}}
}

9.EntityStorageInfoLookUp

在 Unity DOTS（Data-Oriented Technology Stack）里，EntityStorageInfoLookup 是一个非常实用的查找类型，其主要功能是获取实体在内存中的存储信息。借助这些存储信息，开发者能够深入了解实体的内存布局，还可以基于实体所在的块或存储桶来实现高效的分组处理。

核心功能

  1. 获取实体块信息：可以查询某个实体所在的 ArchetypeChunk。
  2. 定位存储桶：能够确定实体处于哪个存储桶（Bucket）中。
  3. 内存布局分析：有助于分析实体在内存中的排列方式。
  4. 优化处理逻辑：可以基于实体的存储位置对处理逻辑进行分组优化.

举例，在Job里不允许使用系统API如图

平替后

10.ComponentLookUp

在 Unity DOTS（Data-Oriented Technology Stack）中，ComponentLookup<T> 是一种高效的查找类型，用于在作业中快速访问和修改组件数据。与直接在查询中声明组件相比，它提供了更大的灵活性，允许你在运行时动态访问组件，甚至可以访问查询中未显式声明的组件。

使用方式跟字典差不多，Key为Entity Value为T对用的Component

示例：

public partial struct MyTestSystem: ISystem
{private ComponentLookup<B> m_AComponentLookup;[BurstCompile]public void OnCreate(ref SystemState state){//state.RequireForUpdate<ExecuteMainThread>();m_AComponentLookup = state.GetComponentLookup<B>(true);}[BurstCompile]public void OnUpdate(ref SystemState state){m_AComponentLookup.Update(ref state);CheckJob resetTargetJob = new CheckJob {m_EntityStorageInfoLookup = m_AComponentLookup,};resetTargetJob.ScheduleParallel();foreach ((RefRW<A> a,Entity entity) in SystemAPI.Query<RefRW<A>>().WithDisabled<B>().WithEntityAccess()){Debug.Log("Has A DisableB:" + entity.Index);}}}
[BurstCompile]
public partial struct CheckJob:IJobEntity
{public ComponentLookup<B> m_EntityStorageInfoLookup;public void Execute(ref A target) {//A的targetEntity需要有B组件if (m_EntityStorageInfoLookup.HasComponent(target.targetEntity)){B bb = m_EntityStorageInfoLookup[target.targetEntity];bb.bbValue = 100;}}
}public struct A : IComponentData
{public Entity targetEntity;
}public struct B : IComponentData, IEnableableComponent
{public int bbValue;
}

11.Job内部组件访问限制问题

这么写Unity会报错，一个JOB不允许使用2个同样组件

多个Job可以安全访问同一个组件容器

12.骨骼动画

Unity的Dots系统原生不允许使用骨骼动画，可以使用平替的插件来弄也可以自己把一些Mesh烘焙到一个序列化文件中。运行时逐帧换Mesh来解决。类似下列这种

13.Dots版的GetComponent

使用SystemApi也可以加RW,RO这样的修饰符

14.Unity烘焙dynamic和none

dynamic是Unity会自动帮你添加好组件，比如localtrasnform，mesh等

none是只有一个空实体，可自行添加组件

http://www.xdnf.cn/news/14391.html

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