ECS框架

NoiseFloor

简介


ECS 全称EntityComponentSystem。在GDC2017[OverWatch GanePlay Architecture and Netcode]的分享会上，暴雪的Tim Ford介绍了守望先锋游戏架构与网络同步的设计

• Entity
  
  Entity是有一个数据的容器，代表游戏中某个对象，它应该只有数据，没有方法，你可以以组件的形式(IComponent)添加、替代、删除这些数据。
  
  
  
• Context
  
  Context是一个工厂，用来创建和销毁Entity，可以使用它来过滤出所感兴趣的Entity
  
  
  
• Group
  
  在Context中可以对Entity进行快速过滤，它能不断的更新以保持当前的组中的Entity是最新的。假设Context有上千个Entities，但只有两个Entities拥有PositionComponent，那只要向Context询问特定的组就能立刻获取到所有符合的entityGroup和Group所过滤到的entities会呗缓存下来，所以即使多次调用GetGroup方法，也是非常高效的内部也是通过Group的方式实现。Groups拥有以下的事件，onEntityAdded,onEntityRemoved和onEntityUpdated来直接响应Entity变化
  
  
  
• Matcher
  
  通过代码生成器产生的通常用于从Context中获取感兴趣的Groups
  
  
  
• Collector
  
  提供了一种简单的方法来处理Group中entity变化的反应
  
  
  
• Systems
  
  
  
  • 四种不同类型的Systems
    
    IInitializeSystem 执行一次IExecuteSystem 每帧执行ICleanup在别的systems完成后，每帧执行ReactiveSystem 当Group有变化时执行
    
    
    
  
  

Entitas


Entitas是一个超快的实体组件系统框架(ECS)，专门为c#和Unity。内部缓存和惊人的快速组件访问使它首屈一指。为了在垃圾收集环境中实现最佳工作，并减轻垃圾收集器的负担，已经做出了几个设计决策。Entitas附带了一个可选的代码生成器，它从根本上减少了您必须编写的代码量，并使您的代码读起来像写得很好的散文。
Entitas-python


Entitas的python实现

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Entity


实体，组件的集合

_components组件

on_component_added Event

Context._comp_added_or_removed


on_component_removed Event

Context._comp_added_or_removed


on_component_replaced Event

_comp_replaced


add

构建组件，并回调on_component_added


replace



• _replace
  
  替换组件，回调on_component_replacedargs is None 删除组件，回调on_component_removed
  
  add
  

remove

_replace(None)

Context


管理entities的数据结构。

_entities 缓存所有的entity_reusable_entities 可重用的entity_entity_index_groups_entity_indices

Matcher


查看entity的组件是否匹配

_all 必须有的组件_any 有其中的任意一个都可以_none不能出现的组件

Group


跟matcher匹配的所有的entity的集合

handle_entity 根据entity和component从entities添加或者删除entity

• update_entity 更新entity的组件
  
  删除旧组件对应和的entity增加新组建更新entity组件
  
  on_entity_added Eventon_entity_removed Eventon_entity_updated Event
  

Collector

_collected_entities 当entity增加component的时候，会更新到group，然后从group在更新到Collector，前提是Collector先activate_groups group的集合

• activate
  
  遍历group
  
  • 更新group对应的事件
    
    
    
    • group.on_entity_added
      
      Collector._add_entity
      
      
      
    • group.on_entity_removed
      
      Collector._add_entity
      
      
      
    
    
  
  
• deactivate
  
  遍历group
  
  • 取消group对Collector中的listener依赖
    
    group.on_entity_addedgroup.on_entity_removed
    
    
    
  
  

ExecuteProcessor 对应system

创建的从自身的trigger中读取matcher，和group_event 然后从Context中找到对应的Group，然后把group和group_event添加进colletor

• activate
  
  调用Collector的activate
  
  
  
• execute
  
  遍历Collector的collected_entities
  
  
  
• deactivate
  
  调用Collector的deactivate
  
  
  

用法

context = Context()processors = Processors()processors.add(StartGame(context))processors.add(InputProcessors(context))processors.add(RenderDisplay())processors.add(DestroyEntity(context))processors.initialize()processors.activate_reactive_processors()# main looprunning = Truewhile running:  processors.execute()  processors.cleanup()  if EmitInput.quit:      breakprocessors.clear_reactive_processors()processors.tear_down()quit()
自定义一些Processor，然后添加到processors中