文章目錄 前言 一、1. What is DOTS and why we use it? 1.DOTS包含的主要元素（三件套） 2.Why we use it? 3.Where we use it? (摘自Unity官方) （1）對于AEC(工程建設)應用 （2） 對于汽車應用 （3） 對于游戲獨立開發者和自由職業者 （4）對于游戲工作室 4.DOTS的優劣(機遇以及風險) 二、DOTS-Man小游戲項目實戰 1.環境配置 2.游戲設計 3.正式開發 一些自帶腳本 Component Mono Behaviour System 最后需要進行的一些操作 太棒啦！ 3. 參考文檔
前言
DOTS是Unity在17年左右提出的一個概念，其核心是ECS。
提示：以下是本篇文章正文內容，下面案例可供參考
一、1. What is DOTS and why we use it?
全稱：(Multi-Thread)Data-Oriented-Tech-Stack
1.DOTS包含的主要元素（三件套）
實體組件系統(ECS) - 提供使用面向數據的方法進行編碼的框架。在Unity中它通過Entities軟件包進行分發，您可以通過Package Manager來添加編輯器。 C#作業系統 (JobSystem)- 提供一種生成多線程代碼的簡單方法。它通過Jobs軟件包進行分發。 Burst編譯器 - 可生成快速、優化的本機代碼。它通過Burst軟件包進行分發，可通過Package Manager在編輯器中使用。 本機容器 - 屬于ECS數據結構，可提供對內存的控制，值得注意的是Unity專門對內存管理進行了一部分優化以降低MissCache。
2.Why we use it?
許多并行編程范式，尤其是SIMD（單指令多數據）型范式，更傾向于使用SoA(結構體數組)。在CUDA C編程中也普遍傾向于SoA，一維數據元素是為全局內存的有效合并訪問而預先準備好的，而相同內存操作引用的同字段元素在存儲時時彼此相鄰的，使用SoA能夠顯著減少MissCache。 實體組件系統(ECS)提供了一種面向數據的編碼設計方法。利用面向數據的方法，可以對數據結構加以組織，以免出現高速緩存未命中的情況，從而令隨后的數據訪問更加高效、快捷。由于面向對象的設計并不專注于數據的組織，因此高速緩存未命中的情況很常見，這樣就減慢了CPU訪問數據的速度，因為它必須頻繁地返回訪問主內存中的數據。 C#作業系統可以輕松地用C#編寫快速、并行化的代碼，以充分利用當今的多核處理器。 Burst編譯器會生成高度優化的代碼，而這些代碼可以利用您要編譯的平臺硬件。
Tips：
jobsystem和ecs是兩個不同的東西，但是配合起來使用會有1+1>2的效果 burst與ecs的高度適配也使得ecs運行效率很高
3.Where we use it? (摘自Unity官方)
除非您在尋求短期或中期的性能改進，否則很難判定是否需要過渡到DOTS或何時過渡到DOTS。性能、電池使用壽命、迭代及項目可擴展性 。過渡到DOTS不會造成任何性能的下降，但評估過渡到DOTS所增加的費用卻至關重要，尤其是對于那些僅帶來較小改進的項目。
（1）對于AEC(工程建設)應用
DOTS適合處理大型數據集并確保內容的可擴展性。 DOTS非常適合進行大型交互式地圖和具有大量模型和重復內容（例如建筑物和道路）的環境設計。 DOTS適用于復雜的工程可視化，可大規模地模擬現實環境。例如，DOTS非常適合進行粒度級工廠和基礎架構設計。 （2） 對于汽車應用
自動駕駛的仿真和可視化 DOTS非常適合進行大型交通和行人模擬，這需要成千上萬的志愿Agent以逼真的方式移動和交互。 （3） 對于游戲獨立開發者和自由職業者
DOTS可以幫助您減輕游戲中一些高成本操作的負擔，并有助于提高性能，尤其是對于一些重復性進程。 許多輕量級游戲（例如用于移動設備的游戲）并不能最大限度地提高硬件性能。即使有些游戲能夠做到這一點，但這可能并不是它的主要關注點。不過，隨著游戲的不斷發展和硬件需求的持續增加，明智的做法是為將來使用DOTS做好準備。同樣，Project Tiny也提供了使用DOTS開發較小應用程序和游戲的解決方案。 如果您沒有使用DOTS的迫切需求，那么最好先未雨綢繆，提高自己的DOTS技能，以便在DOTS成為Unity開發的標準方法時能夠整裝待發。 （4）對于游戲工作室
當前格式的DOTS可以幫助您逐步達到Unity或其他方式所無法達到的規模和性能。具體而言，更長的電池使用壽命、溫度控制以及DOTS所提供的代碼可重用性是其主要優勢所在。這些方面的性能改進還使您可以開發更多的低端設備，尤其是在西方市場以外的地區，這些設備會受到一定的硬件限制。 通過讓研發團隊以DOTS開展工作，可以幫助您逐步了解所能采取的最佳方法，以及哪些最新的功能和領域最具性能優勢和發展影響力。 DOTS并非要取代引擎團隊的作用，而是讓工程師騰出更多精力在自己的專業領域（例如陰影或著色器）進行創新。 4.DOTS的優劣(機遇以及風險)
在改善Unity項目的績效方面，DOTS有著巨大的潛力。 但是，在使用DOTS時需要做出一些考量，它們會影響到項目的時間表、預算和開發團隊。以下是一些需要與項目優先事項進行比較和對比的事項。這些事項可以歸類為風險與機遇。
機遇
改進性能 。默認情況下，我們經常使用“性能”一詞來描述DOTS。這是什么意思呢？借助面向數據的設計和多線程，DOTS可以顯著提升內存、運行時間和電池性能。隨著游戲中顯示的項目數量不斷增加，提高性能的潛力也隨之上升。相反，對于項目較少的游戲，您會發現游戲性能的改善程度卻不太明顯。代碼控制 。隨著項目規模的不斷增大，DOTS可以更好地控制代碼的復雜性。為DOTS編寫的代碼通常可以更好地分離關注點。因此，使用DOTS工作時，代碼重構、編寫單元測試以及在開發人員之間分配工作就變得更加容易。風險
學習成本 。如果您不熟悉DoD，那么面對DOTS時就會有一個學習曲線。盡管DoD在計算機科學領域有著良好的根基并已存在數年，而且DoD方法與OOP方法也有很大的不同，但DoD本質上并不比OOP復雜。ECS是一種不同于當前Unity MonoBehaviour方法的代碼體系架構，因此學習需要一定的時間。目前，我們認為一名普通的Unity專業開發人員平均需要1個月才能熟練使用DOTS。這一準備時間可以被使用DOTS時的代碼質量和性能改進所抵消。當然，具體要取決于項目。有限支持 。DOTS當前僅與Unity中一組有限的功能兼容。 最終，DOTS將與Unity的所有功能完全兼容，但我們目前尚無實現完全兼容的時間表。不過，DOTS允許在單個項目中同時使用游戲對象和DOTS，因此您可以將DOTS用于最頻繁的處理任務，而將非DOTS Unity用于其余任務。過渡 。如果之前的項目是基于Mono開發，那么跟ECS之間的轉換可能比較簡單，使用Unity自帶的一些Hybrid工具就可以較為簡單的做到，但是想要把ECS轉化為目前常用的Mono的話，我們認為可以做到，但是十分困難，而且也不建議這么做(為什么要嘗試把高效率轉為低效率呢)。目前比較推薦的是HybridECS開發，ECS與Mono混合在一起，ECS再配合Jobsystem處理最需要多線程的那一部分。隨著時間的推移，晶體管電路逐漸接近性能極限，在摩爾定律逐漸失效的今天，人們面臨的數據也呈幾何倍數暴增，我們有理由去發明并且學習使用一種效率更高，更能完全發揮硬件性能的軟件編程方式，目前看來也許ECS也許能做到。
二、DOTS-Man小游戲項目實戰
想要熟悉DOTS以及ECS框架，最好還是要上手做一個小項目，使用部分基礎組件，想要熟悉以及精通還需要大量的練習以及使用，開發過程中要配合官方Entities文檔使用。
1.環境配置
如果是Unity2020.X以下版本： windows -> package manager advanced -> show preview package install三件套 (Entities，Jobs，Burst) install其他組件(Hybrid Renderer，Mathematics)
2.游戲設計
我們準備做一個類似Pac-Man的小游戲，主要熟悉Physics包以及Entities的基本使用，所以不會開發怪物AI之類的，因為使用DOTS開發所以就叫DOTS-MAN好了。
需求分析
主要功能有：玩家移動，鏡頭跟隨，分數顯示，因為如果用ECS來修改UGUI的TEXT可能比較麻煩，這里選擇使用HybridECS開發，使用MonoBehaviours開發一些基礎功能比如鏡頭跟隨以及物體生產之類。
3.正式開發
一些自帶腳本
在開發過程中，因為收集物以及玩家還有地形之類的都要有碰撞，但是ECS無法使用object上面的collider之類的組件，所以就要用Entities包自帶的一些腳本。
記得在掛Entities腳本之前刪掉不用的Object腳本，避免混淆以及無意義的空間占用
把Object轉化成Entity的腳本：
添加physicsbody之后碰到List越界報錯問題解決方案：
Component
組件只有三個，兩個存儲分別存儲移動和旋轉的速度，一個負責標記收集物（所以里面沒有數據）
using Unity
. Entities
; [ GenerateAuthoringComponent ]
public struct MoveComponent
: IComponentData
{ public float moveSpeed
;
}
using Unity
. Entities
; [ GenerateAuthoringComponent ]
public struct RotationComponent
: IComponentData
{ public float rotateSpeed
;
}
Component配置：
要注意在腳本中配置Collision Filter相關以及Collision Response相關，即某個entity屬于哪個標簽，他能與其他哪些標簽的entity發生碰撞
因為mono和ECS是相互穿插的，所以如果mono中有需要的system可以直接先去看看system的代碼，配合官方文檔理解為何這么做，這樣才能把整個流程梳理清楚(至少我學習的時候是這樣的)
Mono Behaviour
這里需要一個全局的mono behaviour來控制游戲，例如entity與object的連接，這里我們換一種方式，把之前的玩家小球弄成prefab，然后在這個全局mono控制玩家的生成，起名就叫做GameManager吧（具體說明看注釋 ）：
GameManager：
using System
. Collections
;
using UnityEngine
;
using Unity
. Entities
;
using Unity
. Mathematics
;
using Unity
. Physics
;
using UnityEngine
. UI
;
using Unity
. Transforms
; public class GameManager : MonoBehaviour
{ public static GameManager instance
; public bool insaneMode
; public GameObject ballPrefab
; public GameObject cubePrefab
; public Text scoreText
; public int maxScore
; public int cubesPerFrame
; public float cubeSpeed
= 3f ; private int curScore
; private Entity ballEntityPrefab
; private Entity cubeEntityPrefab
; private EntityManager entityManager
; private BlobAssetStore blobAssetStore
; private void Awake ( ) { if ( instance
!= null && instance
!= this ) { Destroy ( gameObject
) ; return ; } instance
= this ; entityManager
= World
. DefaultGameObjectInjectionWorld
. EntityManager
; blobAssetStore
= new BlobAssetStore ( ) ; GameObjectConversionSettings settings
= GameObjectConversionSettings
. FromWorld ( World
. DefaultGameObjectInjectionWorld
, blobAssetStore
) ; ballEntityPrefab
= GameObjectConversionUtility
. ConvertGameObjectHierarchy ( ballPrefab
, settings
) ; cubeEntityPrefab
= GameObjectConversionUtility
. ConvertGameObjectHierarchy ( cubePrefab
, settings
) ; } private void OnDestroy ( ) { blobAssetStore
. Dispose ( ) ; } private void Start ( ) { curScore
= 0 ; insaneMode
= false ; DisplayScore ( ) ; SpawnBall ( ) ; } private void Update ( ) { if ( insaneMode
) { StartCoroutine ( SpawnLotsOfCubes ( ) ) ; } } IEnumerator SpawnLotsOfCubes ( ) { while ( insaneMode
) { for ( int i
= 0 ; i
< cubesPerFrame
; i
++ ) { SpawnNewCube ( ) ; } yield return null ; } } void SpawnNewCube ( ) { Entity newCubeEntity
= entityManager
. Instantiate ( cubeEntityPrefab
) ; Vector3 direction
= Vector3
. up
; Vector3 speed
= direction
* cubeSpeed
; PhysicsVelocity velocity
= new PhysicsVelocity ( ) { Linear
= speed
, Angular
= float3
. zero
} ; entityManager
. AddComponentData ( newCubeEntity
, velocity
) ; } public void IncreaseScore ( ) { curScore
++ ; DisplayScore ( ) ; } private void DisplayScore ( ) { scoreText
. text
= "Score: " + curScore
; } void SpawnBall ( ) { Entity newBallEntity
= entityManager
. Instantiate ( ballEntityPrefab
) ; Translation ballTrans
= new Translation { Value
= new float3 ( 0f , 0.5f , 0f ) } ; entityManager
. AddComponentData ( newBallEntity
, ballTrans
) ; CameraFollow
. instance
. ballEntity
= newBallEntity
; }
}
CameraFollow：
using Unity
. Entities
;
using Unity
. Transforms
;
using Unity
. Mathematics
;
using UnityEngine
; public class CameraFollow : MonoBehaviour
{ public static CameraFollow instance
; public Entity ballEntity
; public float3 offset
; private EntityManager manager
; private void Awake ( ) { if ( instance
!= null && instance
!= this ) { Destroy ( gameObject
) ; return ; } instance
= this ; manager
= World
. DefaultGameObjectInjectionWorld
. EntityManager
; } private void LateUpdate ( ) { if ( ballEntity
== null ) { return ; } Translation ballPos
= manager
. GetComponentData < Translation > ( ballEntity
) ; transform
. position
= ballPos
. Value
+ offset
; }
}
記得把相機腳本掛到main camera上！
System
MoveSystem：
using Unity
. Entities
;
using Unity
. Jobs
;
using Unity
. Mathematics
;
using Unity
. Physics
;
using UnityEngine
; public class MoveSystem : SystemBase
{ protected override void OnUpdate ( ) { float deltaTime
= Time
. DeltaTime
; float2 curInput
= new float2 ( Input
. GetAxis ( "Horizontal" ) , Input
. GetAxis ( "Vertical" ) ) ; Entities
. ForEach ( ( ref PhysicsVelocity vel
, ref MoveComponent speedData
) = > { float2 newVel
= vel
. Linear
. xz
; newVel
+ = curInput
* speedData
. moveSpeed
* deltaTime
; vel
. Linear
. xz
= newVel
; } ) . Run ( ) ; }
}
相關要點：
RotateSystem：
using Unity
. Entities
;
using Unity
. Jobs
;
using Unity
. Mathematics
;
using Unity
. Transforms
; public class RotateSystem : SystemBase
{ protected override void OnUpdate ( ) { float deltaTime
= Time
. DeltaTime
; Entities
. ForEach ( ( ref Rotation rotation
, in RotationComponent rotationSpeed
) = > { rotation
. Value
= math
. mul ( rotation
. Value
, quaternion
. RotateX ( math
. radians ( rotationSpeed
. rotateSpeed
* deltaTime
) ) ) ; rotation
. Value
= math
. mul ( rotation
. Value
, quaternion
. RotateY ( math
. radians ( rotationSpeed
. rotateSpeed
* deltaTime
) ) ) ; rotation
. Value
= math
. mul ( rotation
. Value
, quaternion
. RotateZ ( math
. radians ( rotationSpeed
. rotateSpeed
* deltaTime
) ) ) ; } ) . Run ( ) ; }
}
記得這時候往你的object上面掛component！如果想讓玩家移動就掛movecomponent，讓收集物旋轉就掛上rotationcomponent。可以想一想，如果你往收集物上掛了movecomponent會發生什么？為什么會這樣？
這時候你的收集物應該是旋轉的，玩家小球可以通過wasd或者方向鍵控制移動：
using Unity
. Entities
;
using Unity
. Collections
;
using Unity
. Physics
;
using Unity
. Physics
. Systems
; [ UpdateInGroup ( typeof ( FixedStepSimulationSystemGroup
) ) ]
public class CollectSystem : SystemBase
{ private EndFixedStepSimulationEntityCommandBufferSystem bufferSystem
; private BuildPhysicsWorld buildPhysicsWorld
; private StepPhysicsWorld stepPhysicsWorld
; protected override void OnCreate ( ) { bufferSystem
= World
. GetOrCreateSystem < EndFixedStepSimulationEntityCommandBufferSystem > ( ) ; buildPhysicsWorld
= World
. GetOrCreateSystem < BuildPhysicsWorld > ( ) ; stepPhysicsWorld
= World
. GetOrCreateSystem < StepPhysicsWorld > ( ) ; } protected override void OnUpdate ( ) { Dependency
= new TriggerJob { speedEntities
= GetComponentDataFromEntity < MoveComponent > ( ) , entitiesToDelete
= GetComponentDataFromEntity < DeleteTag > ( ) , commandBuffer
= bufferSystem
. CreateCommandBuffer ( ) , } . Schedule ( stepPhysicsWorld
. Simulation
, ref buildPhysicsWorld
. PhysicsWorld
, Dependency
) ; bufferSystem
. AddJobHandleForProducer ( Dependency
) ; } private struct TriggerJob
: ITriggerEventsJob
{ public ComponentDataFromEntity
< MoveComponent
> speedEntities
; [ ReadOnly ] public ComponentDataFromEntity
< DeleteTag
> entitiesToDelete
; public EntityCommandBuffer commandBuffer
; public void Execute ( TriggerEvent triggerEvent
) { TestEntityTrigger ( triggerEvent
. EntityA
, triggerEvent
. EntityB
) ; TestEntityTrigger ( triggerEvent
. EntityB
, triggerEvent
. EntityA
) ; } private void TestEntityTrigger ( Entity entity1
, Entity entity2
) { if ( speedEntities
. HasComponent ( entity1
) ) { if ( entitiesToDelete
. HasComponent ( entity2
) ) { return ; } commandBuffer
. AddComponent < DeleteTag > ( entity2
) ; commandBuffer
. RemoveComponent < PhysicsCollider > ( entity2
) ; } } }
}
DeleteSystem：
using Unity
. Entities
; [ UpdateInGroup ( typeof ( FixedStepSimulationSystemGroup
) ) ]
[ UpdateAfter ( typeof ( CollectSystem
) ) ]
public class DeleteSystem : SystemBase
{ private EndFixedStepSimulationEntityCommandBufferSystem _endSimulationECBSystem
; protected override void OnStartRunning ( ) { _endSimulationECBSystem
= World
. GetOrCreateSystem < EndFixedStepSimulationEntityCommandBufferSystem > ( ) ; } protected override void OnUpdate ( ) { var ecb
= _endSimulationECBSystem
. CreateCommandBuffer ( ) ; Entities
. WithAll < DeleteTag > ( ) . WithoutBurst ( ) . ForEach ( ( Entity entity
) = > { GameManager
. instance
. IncreaseScore ( ) ; ecb
. DestroyEntity ( entity
) ; } ) . Run ( ) ; _endSimulationECBSystem
. AddJobHandleForProducer ( Dependency
) ; }
}
這里ForEach之前有一系列限定條件，比如.WithAll()的意思就是對帶有deletetag的entity執行下面的操作，這樣能更加方便的進行處理，所以大部分情況下entity都會被打一個標簽來區別其他entity
最后需要進行的一些操作
創建一個空物體放入GameManager，并且進行相關配置（可以在play模式下打開insaneMode看看ECS的強大性能提升）： 在play模式下調整Camera中的相機跟隨參數，讓鏡頭舒服：
太棒啦！
太棒啦！你成功的使用了目前領先的開發模式開發了一個小游戲，雖然這個小游戲的功能在mono中實現的話可以很簡單的實現，但是隨著工程規模的擴大以及性能需求的提高，ECS只會愈發強大！因為目前DOTS相關教程不完善，所以如果在上述開發中碰到問題主要需要參考官方文檔以及一些論壇大牛的解答，想要更深入的理解還需要更多項目的磨練。
3. 參考文檔
Entities最新版本0.17的官方說明文檔：
總結
以上是生活随笔 為你收集整理的DOTS介绍+Unity DOTS-MAN小游戏项目实战 的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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