Unity DOTS系列之托管/非托管Component的区别与性能分析

最近DOTS发布了正式的版本, 我们来分享一下DOTS里面托管与非托管Component的区别与性能分析，方便大家上手学习掌握Unity DOTS开发。托管与非托管的区别在于是不是基于自动垃圾回收的。托管是由垃圾回收器来负责自动回收，非托管需要我们手动来做相关内存管理，不被垃圾回收系统来处理。

Unmanaged Component(非托管)

先来看下Unmanaged Component,它是我们在DOTS开发中使用最多的，性能最好的Component的类型。它的数据成员的类型会有一些限制:

Blittable types: 这些类型可以在托管与非托管都有通用的表现形势，不需要额外的转换,如System.Byte,System.Int32等,具体可以参考Blittable types的详细解释(Blittable and Non-Blittable Types - .NET Framework | Microsoft Learn);
bool与char类型;
BlobAssetReference类型：Blob asset 的对象的引用;
Collections.FixedString类型: 一个固定大小的character buffer;
Collections.FilxedList 类型: 一个固定大小的List;
FixedArray类型: 固定大小的一个数组类型，只能在unsafe环境中使用;
数据成员满足上面类型条件的其它结构体

创建一个Unmanaged Component除了有上面数据成员类型的限制以外，你还要定义一个struct继承自 IComponentData。代码如下:

public struct ExampleChunkComponent : IComponentData
{public int Value;
}

如果你定义了一个struct 继承自 IComponentData 但是里面没有加任何的数据，那么这种Component被称为Tag Component,在开发中用来做特定标记某些Entity。 Unmanaged Component的内存是基于ArchType分配在Chunk中的。它与所在Entity的其它Unmanaged Component基于ArchType排列在一起,这样可以获得很好的性能，因此Unmanaged Component在ECS开发中是最常用的一种组件数据类型。拥有很好的性能。

Managed Component(托管)

与Unmanaged Component相比，Managed Component可以使用任意类型的数据成员。但是在存储与访问中性能会不如Unmanaged Component。它更灵活方便，但是性能不及Unmanaged Component。同时它也由一些使用方面的限制:

不能够在jobs工作线程里面来使用Managed Component。
在使用Burst编译器编译的代码中不能使用Managed Component。
他们需要基于垃圾回收;
为了序列化，他们必须要定义一个没有参数的构造函数;

如果Managed Component中使用了托管的数据类型，可能需要手动添加序列化,Clone,比较等功能。定义一个Managed Component也非常简单,你只要定义一个class,继承自IComponentData,这样就定义好了一个Managed Component(注意非托管的是定义struct)。要么就不要构造函数，要么就定义一个没有参数的构造函数。参考代码如下:

public class ExampleManagedComponent : IComponentData
{public int Value;
}

当我们的Managed Component引用了其它的一些引用而外资源的时候，我们最好实现ICloneable与IDisposable。例如,一个Managed Component有一个数据成员ParticleSystem,指向了一个粒子对象。当我们复制这个组件所在的Entity的时候。如果你实现了Icloneable,你就可以把这个ParticalSystem的引用复制给另外一个Component。如果你实现了IDisposable,这样你也可以基于这个机制来释放你的资源。

托管与非托管Component的性能比较

Managed Component的数据不直接存放在Chunk中，World会有一个很大的”数组”，专门来存放Managed Component,而我们Entity的基于ArchType的Component数据块中存放的是Managed Component的在数组中的偏移地址。这样当我们访问Managed Component的时候，需要查找,同时内存会跳开到别的地方，这样会导致Cache失效，所以性能会差一些。

Unmanaged Component的数据直接一起存放到Chunk中，这样访问的时候会非常高效，同时Cache命中率也会很高。同时UnmangedComponent可以直接在Burst Code中使用，能获得很好的执行性能。Unmanged Component的性能要比Managed Component的性能要好,这样大多数情况下我们尽可能用Unmanaged来代替Managed。

今天的 Managed Component 与Unmanged Component分析比较就到这里了,更多的DOTS系列，关注我们,持续更新！

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