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unity DOTS

Data-Oriented Technology Stack (DOTS)中文翻译过来叫做多线程式数据导向型技术堆栈。

DOTS的核心-高性能

充分利用多核处理器，多线程处理让游戏的运行速度更快，更高效

DOTS主要由3部分组成

C#任务系统(Job System),用于高效运行多线程代码。
实体组件系统(ECS),用于默认编写高性能代码。
Burst编译器,用于生成高度优化的本地代码。

Job System和ECS是两个不同的概念，两者组合在一起才能发挥最大优势，当然也可以分开使用。

c#任务系统(Job System)

我们知道unity内部虽然是多线程的(内部c++代码为了性能多线程) ，但是对外的代码是必须跑在主线程上的(unity为了避免死锁，对外提供的c# API都是保证线程安全的)。虽然我们可以使用C#的多线程，但是不能调用unity的API，只能用来处理数据，比如:网络消息,下载等这些和unity无关的的东西。

而Job System的诞生让”优雅地”实现多线程变为可能。

Thread和Job System的区别

使用C#的Thread来实现多线程，需要我们自己”加解锁”,但是Job System不需要，系统会自动的帮我们”加解锁”,这样可以大大的避免出错的几率。

但是比较遗憾的是，Job System并非万能，还有很多unity中的API是不能够在其中使用的。比如比较常见的GameObject.Instantiate()，试图在多线程中创建游戏对象是不可以的。

高性能C#

高性能C#(其英文全称为High Performance C# 简称 HPC#)。

C#效率低下原因

C#效率之所以低下的大部分原因都是GC。
因为垃圾回收器在工作的时候，首先需要在堆内存中找到那些被标记成待删除的数据，才能进行垃圾回收。为了寻找这些数据则需要遍历，这样必然会产生耗时。

除此之外，如何标记待删除的数据?

在new一个class的时候除了class本身的资源内存外还需要分配两个额外的内存来对它进行标记，首先需要一个指针，然后还需要一个同步块的索引。这两个额外的内存由CLR进行管理。

可见这样的方式确实会使得我们的效率低下！因此要是能生成不产生GC的数据结构就好了——使用值类型数据会被分配在栈上是不需要GC的,而是由系统自己处理，所以效率会高很多。

我们知道当我们声明List<int>,int[]这些常见的数组型数据结构时，虽然其中元素是值类型，但是数组本身是一个引用类型，那么它还是会被分配到堆内存上。要想数组也分配在栈上，那么就要使用C#的不安全代码，但是这样很不方便，一些基本集合的操作和维护需要我们自己去实现。
于是unity给我们提供了HPC#方法。(不产生GC,手动释放)

HPC#

对于上面的问题，现在我们可以使用HPC#中的数据结构就可以了。
有这样的一些数据结构(下面只罗列的比较常见的):

NativeArray:就是数组，缺点是扩充数组元素需要重新创建NativeArray，并且将原有的数据拷贝进去
NativeList:经过包装的数组。
NativeQueue:队列。
NativeHashMap:哈希表。

注意上面使用的是非托管的数据结构,因此需要我们自己手动来释放内存，请每次使用完毕之后调用Dispose()方法。如果不调用会出现内存泄露。

除了上面提供的这些集合之外，总的来说HPC#的语法可以被概括为:

可以使用的类型:值类型（float、int、uint、short、bool…），enums，structs 和其他类型的指针

集合：用 NavtiveArray 代替 T[]

所有的控制流语句（除了 try、finally、foreach、using）

对 throw new XXXException(…) 给予基础支持

例子

以下分别通过NativeArray和Array创建长度为100的数组看看GC的情况。

如下图所示NativeArray值产生了很小一部分的GC，而数组会产生很多GC！

注意上面在new NativeArray对象时的Allocator，Allocator.Temp表示临时对象(分配速度最快),方法体中尽量用它。Allocator.Persistent则表示持久化对象(分配速度最慢)，类的全局对象则使用它。

最后，在Job System里面传递数据显然要用的就是HPC#的数据结构了。当然其实我们不使用DOTS也是可以单独使用HPC#来优化内存的。

Burst编译器

首先我想先重温下一些概念。

.NET和C#之间是什么关系?
.NET是Microsoft新一代多语言的开发平台，用于构建和运行应用程序。C#运行在.NET上，如果把C#比作一个舞者，那么.NET就是它的舞台。当然C#不是这个平台上唯一一个舞者！比如还有舞者C++，舞者VB，但是C#是最红的那一个！😏当然.NET除了可以让C#舞动之外，还可以给它提供很多工具表演个情景剧啥的。
什么是.NET Framework和.NET Core?

.NET的实现如果按操作系统来横向分割的话，可以分为 Windows系统下的 .NET Framework 和兼容多个操作系统的 .NET Core。
.NET Framework就是.NET 技术框架组成在Windows系统下的具体的实现，和Windows系统高度耦合。
为了能让.NET程序在其它平台上运行，为此开发了在其它平台下的.NET实现——.NET Core。

unity的跨平台技术

对于unity开发的应用程序，出于对性能的考虑，使用了IL2CPP技术（把IL中间语言转换成CPP文件），在最终打包时把C#代码转换为了C++代码。

在编辑器模式下，由于不用考虑太多的性能，所以unity还是采用c#的方式运行的，unity编辑器是跨平台的，由于历史原因，目前unity还是运行在Mono(它是非官方社区和组织开发的在其它平台下的.Net实现，而.Net Core是微软官方的亲儿子👶)上的，还没有使用.Net Core的方案。

上面提到的这些技术的性能对比：