Unity下的ECS框架 Entitas簡介

最近隨着守望先鋒製做組在gdc上發佈的一個關於ecs的talk，ecs這個架構算是獲得了必定的曝光度。

在這以前，github上就一直有一個C#的ecs框架名爲Entitas，截止如今已經有1300+的star了，同時提供了和unity整合的方法（對，你能夠不用unity，直接把它當C#的庫來作其餘的東西）
地址： https://github.com/sschmid/Entitas-CSharp
同時還有一個gitter：https://gitter.im/sschmid/Entitas-CSharp 不少entitas的開發者會在上面進行相關的問答，推薦時不時看兩眼。

還有云風大大對守望先鋒的talk的解析，http://blog.codingnow.com/2017/06/overwatch_ecs.html 推薦在用Entitas一段時間，熟悉ECS以後再看，寫的很是棒。

要是對ecs有必定理解的人（一系列很不錯的文章在 http://t-machine.org/index.php/2007/09/03/entity-systems-are-the-future-of-mmog-development-part-1/ ，主要是講ecs相對oop的優勢的，將OOP在MMORPG開發中的弊端批判了一番），能夠知道ecs的優勢之一在於緩存命中率極高。由於設計良好時，同一類component在內存中是連續排列的。可是出於種種緣由，C#難以寫出一個足夠flexible的框架來實現這一優勢。而Entitas使用了生成代碼的方法，將這一優勢保留了下來，同時也會生成很是友好的API以供調用。

目前Entitas的版本在0.42.3，算是尚未徹底成型，可是知足我這種小打小鬧寫代碼是徹底能夠的。

提到Entitas，就不得不說一下Unity中GameObject-Component的設計。有人認爲Unity中這種架構也是ECS架構，但事實上

1. Unity中的Component都是一個完整的類，緩存不友好。
2. Unity中的Component包含邏輯。固然你也能夠要求出程序員不能在Component裏寫Update等函數。
3. Unity中你沒辦法去獲取全部「有ComponentA和ComponentB的全部GameObject」，而在ECS中這是很是必要的。

總的來講，Unity中的架構，更多的是OOP中的「組合優於繼承」這一思想的實踐，而不是真正的ECS。

回到Entitas上來。Entitas初學者廣泛存在的一個問題是Entitas如何和Untiy交互，由於它們的Entity和GameObject並不存在任何實質上的聯繫。（你把Entitas的代碼拿到Unity外面，徹底能夠運行，若是你沒有用Unity的API的話）

這裏先推薦一篇他們本身的talk：https://www.youtube.com/watch?v=lNTaC-JWmdI ，若是能看懂的話那這個問題基本上就解決了。

這裏再簡單的說一下個人思路。通常來講，我傾向於理解Unity做爲一個「展現」的工具。全部遊戲的邏輯都在Entitas中運行。

若是我要一個Entitas中的Entity在Unity中顯示的話，我會添加一個ViewComponent，包含一個GameObject字段，表示它在Untiy中對應的GameObject。

而後添加一個ViewPositionUpdateSystem，它對有ViewComponent和PositionComponent的Entity感興趣，會在PositionComponent改變時，將ViewComponent中的View也改變位置，此時Unity中你看到的GameObject的位置也就跟着改變了。

這裏題外話一點，在通常的ECS介紹文章中，會從相似「物理系統只關心有PhysicsComponent的Entity，渲染系統只關心有RenderComponent的Entity「相似的話開始。在這裏，咱們也作了相似的事情。只不過咱們的「渲染系統」的渲染工做要簡單得多，只須要把Unity裏的GameObject的位置挪一挪就好了。

再說說物理系統。若是你心大的話，徹底能夠去找一個第三方庫跟Entitas直接接軌，可是用Unity的物理系統也是能夠的。關鍵點和上面同樣，將Unity視做一個工具。

首先，既然你用Unity的物理系統，那你想要的Entity確定得有個ViewCompoennt，而後他的GameObject上有你配置好的碰撞體等。接着你能夠在它的GameObject上添加腳本，在OnTriggerEnter等物理相關的函數中通知Entitas發生了物理碰撞。你能夠寫一個CollisionComponent，其中保存碰撞的信息，在OnTriggerEnter中填寫它添加到Entity上去；也能夠不添加到Entity上，而是直接放在Contexts中等着感興趣的人去處理它（你能夠添加到一個全局Component的List裏，也能夠直接新建一個Entity放那兒，都行）。

這其中比較細節的地方是在OnTriggerEnter中填寫碰撞信息。有人可能發現了，咱們在Entitas的Entity中在ViewComponent裏保存GameObject的索引，可是咱們在OnTriggerEnter中，咱們並不能反過來得到Entity的索引。其實道理是同樣的，咱們能夠寫一個MonoBehaviour，其中有一個Entity字段；在你將一個GameObject用ViewCompoent添加到Entity上時，同時給這個GameObject也添加這個Monobehaviour，寫上Entity的索引就好了。

由於這個需求實在太常見了，Entitas裏內置了一個方法，將Entity和GameObject連接起來。在命名空間Entitas.Unity中提供了GameObject的擴展方法Link，調用該方法的效果跟上一段所說相同，會添加一個叫EntityLink的MonoBehaviour，而後就能夠經過這個MonoBehaviour獲取到它連接的Entity了。

另外若是有任何問題的話歡迎回復或者私信討論，本人對ECS也處於不斷學習理解的狀態，但願能夠共同進步