Unity DOTS系列之IJobChunk来迭代处理数据

最近DOTS发布了正式的版本, 我们来分享一下System中如何在System中使用IJobChunk来迭代处理World中的数据，方便大家上手学习掌握Unity DOTS开发。

再回顾一次基于ArcheType Chunk内存管理

我们先再次回顾以下基于ArcheType的Chunk内存管理。每一类Entity都是由一些列的ComponentData组合而成的，这个组合我们使用ArcheType来进行描述。同一种ArcheType的Entity具有相通的内存大小与布局，存放在chunk里面。每个chunk只会存放同一种ArcheType类型的Entity的组件数据。每个chunk的大小是16kb。里面并排存放着每个Entity的组件数据。如下所示:

对惹，这里有一 个游戏开发交流小组，大家可以点击进来一起交流一下开发经验呀！

===============================
ArchType1:
chunk1【e1(c1c2),e2(c1c2),e3(c1c2)】
chunk2【e4(c1c2),e5(c1c2),e6(c1c2)】
...
======================
ArchType2:
chunk1【e1(c3c4),e2(c3c4),e3(c3c4)】
chunk2【e4(c3c4),e5(c3c4),e6(c3c4)】
...
===============================
ArchType3: 
chunk1【e1(c5c6),e2(c5c6),e3(c5c6)】
chunk2【e3(c5c6),e4(c5c6),e5(c5c6)】
...
===============================

使用IjobChunk的主要流程

在DOTS中迭代处理Entity的组件数据先找到对应符合条件的ArcheType,然后再找到ArcheType对应的所有的Chunks，再遍历每个Chunk里面的每个Entity的组件数据。有了这个思路以后，我们先来看下如何来使用IJobChunk机制来进行数据迭代。步骤如下:

定义一个EntityQuery对象，它根据赛选条件而生成，当IJobChunk来筛选Entity的时候就基于这个对象的筛选条件。EntityQuery对象是基于EntityQueryBuilder对象创建出来。EntityQueryBuilder负责将筛选条件转成最后的EntityQuery对象。示例代码如下:

 public partial class UpdateTranslationFromVelocitySystem : SystemBase
 {
     EntityQuery query;

     protected override void OnCreate()
     {
         // Set up the query
         query = new EntityQueryBuilder(Allocator.Temp)
             .WithAllRW<ObjectPosition>()
             .WithAll<VelocityVector>()
             .Build(this);
     }

定义一个继承IJobChunk接口的Job结构体,并实现Execute接口。

public struct UpdateTranslationFromVelocityJob : IJobChunk {
public void Execute(in ArchetypeChunk chunk,
int unfilteredChunkIndex,
bool useEnabledMask,
in v128 chunkEnabledMask)

}
定义在Job中Execute中所使用的数据,这些数据在System Update迭代的时候传入。IJobChunk迭代处理数据的时候都是一个一个Chunk来处理的，每个Chunk调用一次Execute函数。在Execute函数中你需要什么样的数据就可以定义在Job的结构体里面。

public struct UpdateTranslationFromVelocityJob : IJobChunk
{
public ComponentTypeHandle<VelocityVector> VelocityTypeHandle;
public ComponentTypeHandle<ObjectPosition> PositionTypeHandle;
public float DeltaTime;

public void Execute(in ArchetypeChunk chunk,
int unfilteredChunkIndex,
bool useEnabledMask,
in v128 chunkEnabledMask)
{
}
}

利用ComponentTypeHandle可以把chunk内存块里面所有的对应的组件的数据放到NativeArray里面给Execute迭代使用。普通的数据可以直接定义即可。

实现Interface IjobChunk的Execute函数的具体迭代逻辑，用于具体的处理。处理组件数据的时候，基于ComponentTypeHandle把Chunk里面的组件数据获取到一个NativeArray里面。Execute有4个参数:

chunk,类型是ArcheTypeChunk,就是我们的chunk内存块，存放数据地方;
unfilteredChunkIndex: 我们当前chunk,所在所有chunk的索引;
bool useEnbaleMask, in v128 chunkEnableMask, 是enableable component的bitmap,给我们查询使用。

在Execute里面我们使用ChunkEntityEnumerator来遍历chunk里面的每个entity的Component,参考代码如下:

NativeArray<VelocityVector> velocityVectors = chunk.GetNativeArray(ref VelocityTypeHandle);
            NativeArray<ObjectPosition> translations = chunk.GetNativeArray(ref PositionTypeHandle);

            var enumerator = new ChunkEntityEnumerator(useEnabledMask, chunkEnabledMask, chunk.Count);
            while(enumerator.NextEntityIndex(out var i))
            {
                float3 translation = translations[i].Value;
                float3 velocity = velocityVectors[i].Value;
                float3 newTranslation = translation + velocity * DeltaTime;

                translations[i] = new ObjectPosition() { Value = newTranslation };
            }

在System中来使用IJobChunk,进行执行。当JobChunk的结构体定义好以后，我们就可以在System中使用它们，在System的Update中定义一个结构体对象,把JobChunk结构体中的数据初始化好,然后调用JobChunk的执行函数。执行函数有三个接口，分别如下:

Run: 执行当前的job(job chunk 的execute)是在当前线程(system的update迭代所在的线程);
Shedule: 就是会在另外一个线程来处理我们的Excute,按照顺序一个一个来处理; chunk1, chunk2, chunk3....
SheduleParallel: 并发处理, 可以多个线程同时并发处理多个chunk, 线程1 chunk1, 线程2 处理chunk2 , .....

按照这5个步骤，来定义与使用IJobChunk来计算迭代游戏逻辑与数据。