Unity下的ECS框架 Entitas简介

最近随着守望先锋制作组在gdc上发布的一个关于ecs的talk，ecs这个架构算是得到了一定的曝光度。

在这之前，github上就一直有一个C#的ecs框架名为Entitas，截止现在已经有1300+的star了，同时提供了和unity整合的方法（对，你可以不用unity，直接把它当C#的库来做其他的东西）
地址： https://github.com/sschmid/Entitas-CSharp
同时还有一个gitter：https://gitter.im/sschmid/Entitas-CSharp 很多entitas的开发者会在上面进行相关的问答，推荐时不时看两眼。

还有云风大大对守望先锋的talk的解析，http://blog.codingnow.com/2017/06/overwatch_ecs.html 推荐在用Entitas一段时间，熟悉ECS之后再看，写的非常棒。

要是对ecs有一定理解的人（一系列很不错的文章在 http://t-machine.org/index.php/2007/09/03/entity-systems-are-the-future-of-mmog-development-part-1/ ，主要是讲ecs相对oop的优点的，将OOP在MMORPG开发中的弊端批判了一番），可以知道ecs的优点之一在于缓存命中率极高。因为设计良好时，同一类component在内存中是连续排列的。但是出于种种原因，C#难以写出一个足够flexible的框架来实现这一优点。而Entitas使用了生成代码的方法，将这一优点保留了下来，同时也会生成非常友好的API以供调用。

目前Entitas的版本在0.42.3，算是还没有完全成型，但是满足我这种小打小闹写代码是完全可以的。

提到Entitas，就不得不说一下Unity中GameObject-Component的设计。有人认为Unity中这种架构也是ECS架构，但事实上

1. Unity中的Component都是一个完整的类，缓存不友好。
2. Unity中的Component包含逻辑。当然你也可以要求出程序员不能在Component里写Update等函数。
3. Unity中你没办法去获取所有“有ComponentA和ComponentB的所有GameObject”，而在ECS中这是非常必要的。

总的来说，Unity中的架构，更多的是OOP中的“组合优于继承”这一思想的实践，而不是真正的ECS。

回到Entitas上来。Entitas初学者普遍存在的一个问题是Entitas如何和Untiy交互，因为它们的Entity和GameObject并不存在任何实质上的联系。（你把Entitas的代码拿到Unity外面，完全可以运行，如果你没有用Unity的API的话）

这里先推荐一篇他们自己的talk：https://www.youtube.com/watch?v=lNTaC-JWmdI ，如果能看懂的话那这个问题基本上就解决了。

这里再简单的说一下我的思路。一般来说，我倾向于理解Unity作为一个“展示”的工具。所有游戏的逻辑都在Entitas中运行。

如果我要一个Entitas中的Entity在Unity中显示的话，我会添加一个ViewComponent，包含一个GameObject字段，表示它在Untiy中对应的GameObject。

然后添加一个ViewPositionUpdateSystem，它对有ViewComponent和PositionComponent的Entity感兴趣，会在PositionComponent改变时，将ViewComponent中的View也改变位置，此时Unity中你看到的GameObject的位置也就跟着改变了。

这里题外话一点，在一般的ECS介绍文章中，会从类似“物理系统只关心有PhysicsComponent的Entity，渲染系统只关心有RenderComponent的Entity“类似的话开始。在这里，我们也做了类似的事情。只不过我们的“渲染系统”的渲染工作要简单得多，只需要把Unity里的GameObject的位置挪一挪就行了。

再说说物理系统。如果你心大的话，完全可以去找一个第三方库跟Entitas直接接轨，但是用Unity的物理系统也是可以的。关键点和上面一样，将Unity视作一个工具。

首先，既然你用Unity的物理系统，那你想要的Entity肯定得有个ViewCompoennt，然后他的GameObject上有你配置好的碰撞体等。接着你可以在它的GameObject上添加脚本，在OnTriggerEnter等物理相关的函数中通知Entitas发生了物理碰撞。你可以写一个CollisionComponent，其中保存碰撞的信息，在OnTriggerEnter中填写它添加到Entity上去；也可以不添加到Entity上，而是直接放在Contexts中等着感兴趣的人去处理它（你可以添加到一个全局Component的List里，也可以直接新建一个Entity放那儿，都行）。

这其中比较细节的地方是在OnTriggerEnter中填写碰撞信息。有人可能发现了，我们在Entitas的Entity中在ViewComponent里保存GameObject的索引，但是我们在OnTriggerEnter中，我们并不能反过来获得Entity的索引。其实道理是一样的，我们可以写一个MonoBehaviour，其中有一个Entity字段；在你将一个GameObject用ViewCompoent添加到Entity上时，同时给这个GameObject也添加这个Monobehaviour，写上Entity的索引就行了。

因为这个需求实在太常见了，Entitas里内置了一个方法，将Entity和GameObject链接起来。在命名空间Entitas.Unity中提供了GameObject的扩展方法Link，调用该方法的效果跟上一段所说相同，会添加一个叫EntityLink的MonoBehaviour，然后就可以通过这个MonoBehaviour获取到它链接的Entity了。

另外如果有任何问题的话欢迎回复或者私信讨论，本人对ECS也处于不断学习理解的状态，希望可以共同进步