ET介紹—— 一切皆實體的設計

来源:https://www.cnblogs.com/flamesky/archive/2023/05/19/17414073.html
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一切皆實體 目前十分流行ECS設計,主要是守望先鋒的成功,引爆了這種技術。守望先鋒採用了狀態幀這種網路技術,客戶端會進行預測,預測不准需要進行回滾,由於組件式的設計,回滾可以只回滾某些組件即可。ECS最重要的設計是邏輯跟數據的完全分離。即EC是純數據,System實際上就是邏輯,由數據驅動邏輯。數據 ...


一切皆實體

目前十分流行ECS設計,主要是守望先鋒的成功,引爆了這種技術。守望先鋒採用了狀態幀這種網路技術,客戶端會進行預測,預測不准需要進行回滾,由於組件式的設計,回滾可以只回滾某些組件即可。ECS最重要的設計是邏輯跟數據的完全分離。即EC是純數據,System實際上就是邏輯,由數據驅動邏輯。數據驅動邏輯是什麼意思呢?很簡單通過Update檢測數據變化,通過事件機制來訂閱數據變化,這就是所謂的數據驅動了。其它的特點例如緩存命中,在編寫邏輯上來說並不太重要,現代游戲都用腳本,連腳本的性能都能容忍怎麼會在乎緩存命中那點性能提升?ET在設計的時候吸收了這些想法,但是並不完全照搬,目前的設計是我經過長期的思考跟重構得來的,還是有些自己特色。

傳統的ECS寫邏輯作者看來存在不少缺陷,比如為了復用,數據必然要拆成非常小的顆粒,會導致組件非常非常多。但是游戲是多人合作開發的,每個人基本上只熟悉自己的模塊,最後可能造成組件大量冗餘。還有個問題,常見的ECS是扁平式的,Entity跟Component只有一層。組件一多,開發功能可能不知道該使用哪些Component。好比一家公司,最大的是老闆,老闆手下帶幾百個人,老闆不可能認識所有的人,完成一項任務,老闆沒法挑出自己需要的人。合理的做法是老闆手下應該有幾個經理,每個經理手下應該有幾個主管,每個主管管理幾個工人,這樣形成樹狀的管理結構才會容易管理。這類似ET的做法,Entity可以管理Component,Component管理Entity,甚至Component還可以掛載Component。例如:人由頭,身體,手,腳組成,而頭又由眼睛,耳朵,鼻子,嘴巴組成。

    Head head = human.AddComponent<Head>();
    head.AddComponent<Eye>();
    head.AddComponent<Mouse>();
    head.AddComponent<Nose>();
    head.AddComponent<Ear>();
    human.AddComponent<Body>();
    human.AddComponent<Hand>();
    human.AddComponent<Leg>();

 

ET中,所有數據都是Entity,包括Entity,Entity既可以當成組件使用,也可以當做其它Entity的孩子。通用的數據放在Entity身上作為成員,不太通用的數據可以作為組件掛在Entity身上。比如物品的設計,所有物品都有配置id,數量,等級的欄位,這些欄位沒有必要做成組件,放在Entity身上使用會更加方便。

    class Item: Entity
    {
        // 道具的配置Id
        public int ConfigId { get; set; }
        // 道具的數量
        public int Count { get; set; }
        // 道具的等級
        public int Level { get; set; }
    }

 

ET的這種設計數據是一種樹狀的結構,非常有層次,能夠非常輕鬆的理解整個游戲的架構。頂層Game.Scene,不同模塊的數據都掛載在Game.Scene上面,每個模塊自身下麵又可以掛載很多數據。每開發一個新功能不用思考太多,類該怎麼設計,數據放在什麼地方,掛載這裡會不會導致冗餘等等。比如我玩家需要做一個道具系統,設計一個ItemsComponent掛在Player身上即可,需要技能開發一個SpellComponent掛在Player身上。全服需要做一個活動,搞個活動組件掛在Game.Scene上面。這種設計任務分派會很簡單,十分的模塊化。

組件的一些細節

1.組件的創建

組件的創建不要自己去new,應該統一使用ComponentFactory創建。ComponentFactory提供了三組方法用來創建組件Create,CreateWithParent,CreateWithId。Create是最簡單的創建方式,它做了幾個處理
a. 根據組件類型構造一個組件
b. 將組件加入事件系統,並且拋出一個AwakeSystem
c. 是否啟用對象池
CreateWithParent在Create的基礎上提供了一個Parent對象,設置到Component.Parent欄位上。CreateWithId是用來創建ComponentWithId或者其子類的,在Create的基礎上可以自己設置一個Id, Component在創建的時候可以選擇是否使用對象池。三類工廠方法都帶有一個fromPool的參數,預設是true。

2.組件的釋放

Component都繼承了一個IDisposable介面,需要註意,Component有非托管資源,刪除一個Component必須調用該介面。該介面做瞭如下的操作
a. 拋出Destroy System
b. 如果組件是使用對象池創建的,那麼在這裡會放回對象池
c. 從全局事件系統(EventSystem)中刪除該組件,並且將InstanceId設為0
如果組件掛載Entity身上,那麼Entity調用Dispose的時候會自動調用身上所有Component的Dispose方法。

3.InstanceId的作用

任何Component都帶有一個InstanceId欄位,這個欄位會在組件構造,或者組件從對象池取出的時候重新設置,這個InstanceId標識這個組件的身份。為什麼需要這麼一個欄位呢?有以下幾個原因

  1. 對象池的存在,組件未必會釋放,而是回到對象池中。在非同步調用中,很可能這個組件已經被釋放了,然後又被重新利用了起來,這樣我們需要一種方式能區分之前的組件對象是否已經被釋放,例如下麵這段代碼:
        public static async ETVoid UpdateAsync(this ActorLocationSender self)
        {
            try
            {
                long instanceId = self.InstanceId;
                while (true)
                {
                    if (self.InstanceId != instanceId)
                    {
                        return;
                    }
                    ActorTask actorTask = await self.GetAsync();
                    
                    if (self.InstanceId != instanceId)
                    {
                        return;
                    }
                    if (actorTask.ActorRequest == null)
                    {
                        return;
                    }

                    await self.RunTask(actorTask);
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                Log.Error(e);
            }
        }

 

while (true)中是段非同步方法,await self.GetAsync()之後很可能ActorLocationSender對象已經被釋放了,甚至有可能這個對象又被其它邏輯從對象池中再次利用了起來。我們這時候可以通過InstanceId的變化來判斷這個對象是否已經被釋放掉。
2. InstanceId是全局唯一的,並且帶有位置信息,可以通過InstanceId來找到對象的位置,將消息發給對象。這個設計將會Actor消息中利用到。這裡暫時就不講了。

ET開源地址地址:egametang/ET: Unity3D Client And C# Server Framework (github.com)   qq群:474643097


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