Unity项目技术方案Dots架构方案简介

DOTS全称是Data-Oriented Tech Stack，翻译过来就是多线程式数据导向型技术堆栈（DOTS），它由任务系统（Job System）、实体组件系统（ECS）、Burst Compiler编译器三部分组成。

ECS + JobSystem + BurstCompile = 高性能 + 多线程 +  编译层面优化

DOTS保证相同类型组件在内存中都是顺序排列，极大程度增加缓存的命中率，此外配合任务系统（Job System）让开发者无需头疼多线程同时访问数据需要手动加解锁的麻烦，最终加持Burst Compiler让性能飞起来。

ECS、JobSystem、Burst，这三个组件是可以相互独立使用，并不是说使用一个这三个必须同时用，你可以任意选择其中一个来进行使用，用于不同的应用场景。

如果说我们需要使用JobSystem，其实它跟ECS没有太大的关系，你可以在ECS里面用，也可以不在ECS里面用，只要是需要并行计算的地方都可以使用。

Burst也一样，它也不需要配合ECS使用，不需要跟并行计算捆绑使用，它的作用仅仅是对于一些复杂的计算密集的东西去进行编译器优化，来达到性能提升。

只要是计算密集型的东西，都可以使用Burst，同步方法也是可以的。

关于ECS，一个比较大的误解，可能大家会觉得用ECS之后，所有东西都可以用ECS来写，就会想UI的业务逻辑怎么用ECS实现。大可不必，并不是说用ECS，所有东西全部都要用ECS来做，而是大家可以根据项目需求选择其中适合那部分来用ECS去写，剩下的部分还是使用传统的面向对象的方式去写，没有任何问题，只要用代码稍微结合一下就可以了。

在《黑暗之潮》当中利用ECS的例子，我们通过ECS渲染了大量的怪物。我们游戏里面怪物通常有一个特点，一组怪由几名精英配合一两种大量的存在的爪牙组成的，大家可以看到右面的图只有三种怪，如果说用默认的SkinMeshRenderer的话，就有一个非常严重的问题，没有办法合批了，画面上面有多少个怪，有多少个DrawCall而且Animator开销也不小，还有一个问题，GameObject为.Instantiate开销也是比较大的，如果说我要同时刷出来三四十只怪的话，肯定会卡顿，用ECS就能比较好的解决这三个问题。
 

使用ECS先把整个动画信息去烘焙到这么一张动画贴图上面，在GPU当中进行蒙皮操作，我们再通过JobSystem和Burst实现视锥剔除和动画系统的更新，最后我们再在面向对象那块业务逻辑那块控制ECS Enity就可以了。也就是说ECS的部分，我们只是提供渲染的和动作的结构，其他部分业务逻辑还是完全用面向对象去实现的，相当于各取所长。
 

用ECS最大的好处就是性能。

首先第一个，因为我们采用了GPU蒙皮，整个DrawCall的数量下降到有几种怪就是几个DrawCall，这个就非常好了。实例化也是非常快，ECS基本上就是无感的，在极端机上消耗，即便同时刷一千只怪也不足1毫秒，借助Burst力量类似于视锥剔除这些计算量比较大的操作，在低端机上也是可以忽略不计的。

大家可以看到下面的截图，演示我们整个动画更新阶段，也是同样在骁龙450 SoC上测的，100只怪左右的情况，动画整个更新过程只用了0.008毫秒，这就是忽略不计，根本不需要考虑的一个量级。通过ECS，我们画面上怪物的渲染完全取决于GPU本身的渲染性能，CPU的开销完全不需要去考虑了，所以也不会出现卡顿。
 

第二个，我们通过Jobsystem去实现了怪物击飞的效果，大家可以看到这个怪物被打下悬崖，它如果说碰到墙壁必须要被墙壁挡下来，需要进行一些物理运算，如果直接使用Unity的Ragdoll也就是布娃娃系统，它的物理计算非常复杂，对于低端机会造成比较大的性能负担。我们把这个过程稍微简化了一下，所有的这些怪物在被击飞的时候，使用的是预先制作好的动画，我们只需要计算它的运行轨迹就行了。

我们首先用Job去并行计算这些怪物的分析轨迹，再通过Unity提供的多线程Raycast方法去进行射线检测来判断它是否撞到墙或者碰到地面了。最后如果说我们还有一些非ECS了对象，我们可以在计算完毕之后再通过一个单独的Job把这个所有GameObject的位置给同步一下就可以了。
 

第三个，我们通过Burst实现的就是射线技能，这个东西看上去很简单，实际上需要对整个场景以及所有的怪物和其他对象产生交互。射线打到墙上能够实时产生反映，我们这个东西需要每帧对整个场景进行射线检测，整个计算过程实际上是开销比较大的。通过Burst我们相当于把这个东西做成了一个Job，通过Job.Run的方法去直接进行调用，就是在当前这个线程进行的操作。

使用起来跟一个静态方法没有太大的差别，还有像大家看到的这个技能，会有大量的子弹，对这些子弹我们同样需要进行运行轨迹的计算。通过Burst非常有效的把这两个计算开销降的非常低，Burst开启之后，它的性能提升基本能上百倍，通过刚才也提到Job.Run的方式实现同步调用，我们在整个计算流程当中不需要开额外的线程，直接在当前线程，单个静态方法直接调用就可以了，也是非常方便的。
 

大家可以看一下开启和不开启Burst效果的差别，左边是开启，右边是不开启，我们在一个计算体系化模型工具中测试，左边只用241毫秒，右边用了20毫，真是一百倍的差别。而不是说它用了多线程所以更快，大家可以看到每个线程都快了100倍，如果算总耗时，这边用了143秒，这边只用了1秒钟，如果把所有线程的时间加起来，就是100倍的差别，效果非常明显。
 

什么项目用Dots？

具有大量相同类型运算的项目，例如RTS、SLG、我的世界类型方块沙盒。

Dots这套解决方案，暂时只能对CPU进行优化，GPU方向期待Unity后续计划。

Burst目前还是Preview，正式项目中使用可能会有很多坑 。

https://aladdin.blog.csdn.net/article/details/105081530

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