游戏开发架构 ECS Model 学习笔记

ECS是Entity-Component-System的缩写，Wiki：Entity-Component-System，ECS模型遵循Composition over inheritance的原则。这是守望先锋程序团队在GDC上的ECS架构与网络同步分享以及知乎关于OW的ECS架构以及ECS模型本身的讨论，关于游戏架构设计上使用ECS的好处以及ECS模型相对于传统OOP的优越性在上述文章中都可以找到，以下是个人的学习笔记。

• Entity : 无数据无逻辑，单纯是一个实例，拥有若干Component
• Component：只有数据没有逻辑，可以被Entity动态添加和移除
• System：只有逻辑，只关心Component不关心Entity
• World：缓存所有Entity与Component，并对System进行轮询，负责整个系统的运转

简单的例子：

Entity

// AddComponent的功能是在world中创建Component并且添加到该Entity的Component集合中。
public Entity bullet = new Entity(_entityID);
bullet.AddComponent();
bullet.AddComponent();

Component

class TransformComponent
{
    Vector3 position;
    Vector3 rotation;
}
class MoveComponent
{
    Vector3 speed;
}

System

class MoveSystem
{
    public void Update(float time)
    {
        foreach(var movecomponent in movecomponents)
        {
            // 查找该Entity是否拥有TransformComponent
            var transformcomponent = movecomponent.sibling()
            if(transformcomponent != null)
                transformcomponent.position += movecomponent.speed * time;
        }
    }
}

• ECS 模型的结构是非常简洁明晰的，而且由于Component 中只有状态没有逻辑，可以很大的提高 Component 的复用度，以及同类 Component 在内存中是连续分布的，可以很大的提高缓存命中率（关于这点还在想该如何设计数据结构才能达到目的）

• 对于System需要使用的（整个 world 中唯一的）状态，遵循 System 中无状态的原则，使用 SingletonComponent 的方式去实现（参考 OW ECS 架构中的 SingletonComponent 部分）

• 将共享的 System 函数分解成 Utility ，减少调用，整合调用点

• 延迟执行（Deferment）的使用，即先缓存需要执行的状态，在更好的时间点集中调用（这点有很广泛的应用价值）