Unity JobSystem使用及技巧

什么是JobSystem

 

并行编程

在游戏开发过程中我们经常会遇到要处理大量数据计算的需求，因此为了充分发挥硬件的多核性能，我们会需要用到并行编程，多线程编程也是并行编程的一种。

线程是在进程内的，是共享进程内存的执行流，线程上下文切换的开销是相当高的，大概有2000的CPU Circle，同时会导致缓存失效，导致万级别的CPU Circle，Job System的设计使用了线程池，一开始先将大量的计算任务分配下去尽量减少线程的执行流被打断，也降低了一些thread的切换开销。获取地址：点击获取

Unreal Unity大部分都是这种模型，分配了一些work thread 然后其他的线程往这个线程塞Task，相比fixed thread模式性能好一些，多出了Task的概念，Unity里称这个为Job。

Unity JobSystem

通常Unity在一个线程上执行代码，该线程默认在程序开始时运行，称为主线程。我们在主线程使用JobSystem的API，去给worker线程下发任务，就是使用多线程。

通常Unity JobSystem会和Burst编译器一起使用，Burst会把IL变成使用LLVM优化的CPU代码，执行效率可以说大幅提升，但是使用Burst时候debug会变得困难，会缺少一些报错的堆栈，此时关闭burst可以看到一些堆栈，更方便debug。虽然并行编程有着种种的技巧，比如，线程之间沟通交流数据有需要加锁、原子操作等等的数据交换等操作。但是Unity为了让我们更容易的编写多线程代码，

通过一些规则的制定，规避了一些复杂行为，同时也限制了一些功能，必要时这些功能也可以通过添加attribute、或者使用指针的方式来打破一些规则。规定包括但不限于：

• 不允许访问静态变量

• 不允许在Job里调度子Job

• 只能向Job里传递值类型，并且是通过拷贝的方式从主线程将数据传输进Job，当Job运行结束数据会拷贝回主线程，我们可以在主线程的job对象访问Job的执行结果。

• 不允许在Native容器里添加托管类型

• 不允许使用指针

• 不允许多个Job同时写入同一个地方

• 不允许在Job里分配额外内存

可以查看 官方文档。

应用场景

基本上所有需要处理数据计算的场景都可以使用，我们可以用它做大量的游戏逻辑的计算，我们也可以用它来做一些编辑器下的工具，可以达到加速的效果。

细节

接口

unity官方提供了一系列的接口，写一个Struct实现接口便可以执行多线程代码，提供的接口包括：

• IJob：一个线程

• IJobParallelFor：多线程，使用时传入一个数组，根据数组长度会划分出任务数量，每个任务的索引就是数组元素的索引

• IJobParallelForTransform：并行访问Transform组件的，这是unity自己实现的比较特殊的读写Transform信息的Job，实测下来用起来貌似worker还是一个在动，但是经过Burst编译后快不少。

• IJobFor：几乎没用

IJobParallelFor是最常用的，对数据源中的每一项都调用一次 Execute 方法。Execute 方法中有一个整数参数。该索引用于访问和操作作业实现中的数据源的单个元素。

容器

Job使用的数据都需要使用Unity提供的Native容器，我们在主线程将要计算的数据装进NativeContainer里然后再传进Job。主要会使用的容器就是NativeArray，其实就是一个原生的数组类型，其他的容器这里暂时不提这些容器还要指定分配器，分配器包括

• Allocator.Temp: 最快的配置。将其用于生命周期为一帧或更少的分配。从主线程传数据给Job时，不能使用Temp分配器。

• Allocator.TempJob: 分配比 慢Temp但比 快Persistent。在四帧的生命周期内使用它进行线程安全分配。

• Allocator.Persistent: 最慢的分配，但只要你需要它就可以持续，如果有必要，可以贯穿应用程序的整个生命周期。它是直接调用malloc. 较长的作业可以使用此 NativeContainer 分配类型。

容器在实现Job的Struct里可以打标记，包括ReadOnly、WriteOnly，一方面可以提升性能，另一方面有时候会有读写冲突的情况，此时应该尽量多标记ReadOnly，避免一些数据冲突。

创建 使用

官方文档已经说的很好。Unity - Manual: Create and run a job对于Parallel