ET介绍—— 一切皆实体的设计

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一切皆实体

目前十分流行ECS设计,主要是守望先锋的成功,引爆了这种技术。守望先锋采用了状态帧这种网络技术,客户端会进行预测,预测不准需要进行回滚,由于组件式的设计,回滚可以只回滚某些组件即可。ECS最重要的设计是逻辑跟数据的完全分离。即EC是纯数据,System实际上就是逻辑,由数据驱动逻辑。数据驱动逻辑是什么意思呢?很简单通过Update检测数据变化,通过事件机制来订阅数据变化,这就是所谓的数据驱动了。其它的特点例如缓存命中,在编写逻辑上来说并不太重要,现代游戏都用脚本,连脚本的性能都能容忍怎么会在乎缓存命中那点性能提升?ET在设计的时候吸收了这些想法,但是并不完全照搬,目前的设计是我经过长期的思考跟重构得来的,还是有些自己特色。

传统的ECS写逻辑作者看来存在不少缺陷,比如为了复用,数据必然要拆成非常小的颗粒,会导致组件非常非常多。但是游戏是多人合作开发的,每个人基本上只熟悉自己的模块,最后可能造成组件大量冗余。还有个问题,常见的ECS是扁平式的,Entity跟Component只有一层。组件一多,开发功能可能不知道该使用哪些Component。好比一家公司,最大的是老板,老板手下带几百个人,老板不可能认识所有的人,完成一项任务,老板没法挑出自己需要的人。合理的做法是老板手下应该有几个经理,每个经理手下应该有几个主管,每个主管管理几个工人,这样形成树状的管理结构才会容易管理。这类似ET的做法,Entity可以管理Component,Component管理Entity,甚至Component还可以挂载Component。例如:人由头,身体,手,脚组成,而头又由眼睛,耳朵,鼻子,嘴巴组成。

    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,所有数据都是Entity,包括Entity,Entity既可以当成组件使用,也可以当做其它Entity的孩子。通用的数据放在Entity身上作为成员,不太通用的数据可以作为组件挂在Entity身上。比如物品的设计,所有物品都有配置id,数量,等级的字段,这些字段没有必要做成组件,放在Entity身上使用会更加方便。

    class Item: Entity
    {
        // 道具的配置Id
        public int ConfigId { get; set; }
        // 道具的数量
        public int Count { get; set; }
        // 道具的等级
        public int Level { get; set; }
    }

 

ET的这种设计数据是一种树状的结构,非常有层次,能够非常轻松的理解整个游戏的架构。顶层Game.Scene,不同模块的数据都挂载在Game.Scene上面,每个模块自身下面又可以挂载很多数据。每开发一个新功能不用思考太多,类该怎么设计,数据放在什么地方,挂载这里会不会导致冗余等等。比如我玩家需要做一个道具系统,设计一个ItemsComponent挂在Player身上即可,需要技能开发一个SpellComponent挂在Player身上。全服需要做一个活动,搞个活动组件挂在Game.Scene上面。这种设计任务分派会很简单,十分的模块化。

组件的一些细节

1.组件的创建

组件的创建不要自己去new,应该统一使用ComponentFactory创建。ComponentFactory提供了三组方法用来创建组件Create,CreateWithParent,CreateWithId。Create是最简单的创建方式,它做了几个处理
a. 根据组件类型构造一个组件
b. 将组件加入事件系统,并且抛出一个AwakeSystem
c. 是否启用对象池
CreateWithParent在Create的基础上提供了一个Parent对象,设置到Component.Parent字段上。CreateWithId是用来创建ComponentWithId或者其子类的,在Create的基础上可以自己设置一个Id, Component在创建的时候可以选择是否使用对象池。三类工厂方法都带有一个fromPool的参数,默认是true。

2.组件的释放

Component都继承了一个IDisposable接口,需要注意,Component有非托管资源,删除一个Component必须调用该接口。该接口做了如下的操作
a. 抛出Destroy System
b. 如果组件是使用对象池创建的,那么在这里会放回对象池
c. 从全局事件系统(EventSystem)中删除该组件,并且将InstanceId设为0
如果组件挂载Entity身上,那么Entity调用Dispose的时候会自动调用身上所有Component的Dispose方法。

3.InstanceId的作用

任何Component都带有一个InstanceId字段,这个字段会在组件构造,或者组件从对象池取出的时候重新设置,这个InstanceId标识这个组件的身份。为什么需要这么一个字段呢?有以下几个原因

  1. 对象池的存在,组件未必会释放,而是回到对象池中。在异步调用中,很可能这个组件已经被释放了,然后又被重新利用了起来,这样我们需要一种方式能区分之前的组件对象是否已经被释放,例如下面这段代码:
        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)中是段异步方法,await self.GetAsync()之后很可能ActorLocationSender对象已经被释放了,甚至有可能这个对象又被其它逻辑从对象池中再次利用了起来。我们这时候可以通过InstanceId的变化来判断这个对象是否已经被释放掉。
2. InstanceId是全局唯一的,并且带有位置信息,可以通过InstanceId来找到对象的位置,将消息发给对象。这个设计将会Actor消息中利用到。这里暂时就不讲了。

ET开源地址地址:egametang/ET: Unity3D Client And C# Server Framework (github.com)   qq群:474643097文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-450114.html

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