【Unite Tokyo 2018 Training Day】C#JobSystem & ECSでCPUを極限まで使い倒そう ~C# JobSystem 編~

2018/4/21 C#JobSystem & ECSでCPUを極限まで 使い倒そう ～C# JobSystem編～ 講演者名 黒河 優介 所属団体 Unity Technologies Japan 肩書・役職 Developer Relation Engineer

넝鸞⻉‫➙ך׭׋ך‬䖓‫ך‬堣腉‫גְאח‬ • Unity‫؜ד‬٦‫׾ي‬⡲‫דְֲִֻג׏‬ծ‫ءو‬ٝ‫ך‬䚍腉‫׾‬剑㣐ꣲ涪䳸‫׭׋׷ׅ‬ ‫ח‬ծ㣐ֹֻ4‫ךא‬堣腉ָ➙䖓ٔٔ٦‫ׅתְֹג׸ׁأ‬ • Native Container • 5.6ַ‫♧׵‬鿇㹋鄲幥‫ ד׫‬2018.1β‫ד‬㹋鄲幥‫׫‬ • C# JobSystem • 2018.1 β‫ד‬㹋鄲幥‫׫‬ • Entity Conponent System(ECS) • 2018.1.0‫ד‬ծExperimental(㹋꿀涸堣腉)‫ֲ׉׶Ⰵג׃ה‬ • Burst Compiler • 2018.1.0‫ד‬ծExperimental(㹋꿀涸堣腉)‫ֲ׉׶Ⰵג׃ה‬

넝鸞⻉‫➙ך׭׋ך‬䖓‫ך‬堣腉‫גְאח‬ • Unity‫؜ד‬٦‫׾ي‬⡲‫דְֲִֻג׏‬ծ‫ءو‬ٝ‫ך‬䚍腉‫׾‬剑㣐ꣲ涪䳸‫׭׋׷ׅ‬ ‫ח‬ծ㣐ֹֻ4‫ךא‬堣腉ָ➙䖓ٔٔ٦‫ׅתְֹג׸ׁأ‬ • Native Container • 5.6ַ‫♧׵‬鿇㹋鄲幥‫ ד׫‬2018.1β‫ד‬㹋鄲幥‫׫‬ • C# JobSystem • 2018.1 β‫ד‬㹋鄲幥‫׫‬ • Entity Conponent System(ECS) • 2018.1β‫׌תכח‬劢㹋鄲կ植㖈 ‫ؙٗ‬٦‫דسؤ‬ꂁ䋒⚥կ 私からの話はコチラになります。 • Burst Compiler • 2018.1β‫׌תכח‬劢㹋鄲կ植㖈 ‫ؙٗ‬٦‫דسؤ‬ꂁ䋒⚥կ

ֿ‫ךדת׸‬Unity‫㉏ך‬겗挿 • GCָꅾְ • C#欽‫ח‬然⥂ׁ‫כًٌٔ׋׸‬ծ،‫ٔف‬穄✪‫דת‬鵤ׁ‫ְז׸‬ • 僇爙涸‫ח‬Thread‫׾‬甧‫הְזג‬ծC#‫ָגץׅרקךزفؙٔأ‬MainThread ♳‫ד‬㹋遤ׁ‫׷׸‬

NativeContainer‫ד‬箢ㄤׁ‫㉏׷׸‬겗挿 • GCָꅾְ • 孡鯪‫ ח‬newָ⳿勻‫ְז‬ • C#欽‫ח‬然⥂ׁ‫כًٌٔ׋׸‬ծ،‫ٔف‬穄✪‫דת‬鵤ׁ‫ְז׸‬ • ♧儗涸‫ؿحغז‬؋٦‫׾‬然⥂‫ה׷ׅ‬ծ⟃䖓‫׾ًٌٔך‬㖇鶕‫׷ׅ‬

‫‪㉏겗挿‬ך‪GC‬‬ ‫ًٌٔ‪$‬ח׋‪ծ倜‬ד♴‪ְ朐屣‬ז׶‪$ָًٌٔ駈‬‬ ‫ًٌٔ‪$‬גׇ׵‪饥‬׾‪儗ծ($‬׋׃הֲ״׃⥂‪然‬׾‬ ‫‪կ‬ׅת׃הֲ״ֽ‪瑞‬׾‬ ‫في‪٦‬؜‪ծ‬׭׋ְ׋‪ꅾ‬ח‪($Ⳣ椚ָꬊ䌢‬ךֿ‪ָծ‬‬ ‫ׅת׃‪ָ涪欰‬ؗخؙؕח⚥؎ٖ‬

ManagedMemory‫㉏ך‬겗挿 $欽‫♧ג׃ה‬䏝然⥂ׁ‫חيذأءכًٌٔ׋׸‬鵤ׁ‫׆׸‬ծ ،‫ٔف‬穄✪‫⥂דת‬䭯ׁ‫ׅתְת׃ג׸‬կ C#使用メモリ 未使用 C#用に確保したメモリ Unityメモリ アプリで使用している全体メモリ

NativeContainer‫גְאח‬ ։GC ‫כה‬搀ꟼ⤘‫ז‬Memory然⥂։

NativeContainer‫גְאח‬ • GC㼎韋‫ְז׵זח‬䕎‫׾ًٌٔד‬然⥂‫׷ׅ‬NativeArray‫؝ךוז‬ٝ‫ׅדشذ‬ • Allocate‫ה‬Dispose(C++‫ךד‬new‫ה‬delete‫ך‬ꟼ⤘)‫׾‬荈魦‫ד‬盖椚‫׸ֽז׃‬ ‫׿ׇתְֽל‬ • 䖓‫וק‬稱➜‫׷ׅ‬JobSystem/ECS瘝‫׵ַ♴׾‬佄ִ‫׷‬ꬊ䌢‫ח‬ꅾ銲‫ז‬堣腉‫ׅד‬ • unsafe‫ז‬C#‫ד‬剅ַ‫׭׋׷ְג׸‬ծ‫؝‬ٝ‫׾شذ‬倜鋉‫ח‬㹀纏‫׮הֿ׷ׅ‬〳腉 ‫ׅד‬

NativeContainer ‫ך‬⢪欽⢽
// Vector3‫ך‬ꂁ⴨‫׾‬NativeArray‫ג׃ה‬然⥂‫ׅת׃‬
NativeArray<Vector3> array = new NativeArray<Vector3>(size, Allocator.Persistent);
// 兛鸐‫ך‬ꂁ⴨‫חֲ״ך‬⢪欽〳腉‫ׅד‬
for( int i = 0; i < array.Length; ++i ){
array[ i ] = array[i] + Vector3.one;
}
// 然⥂‫׾ًٌٔ׋׃‬鍑佝‫ׅת׃‬կ
array.Dispose();

NativeContainer ‫ך‬⢪欽⢽
// Vector3‫ך‬ꂁ⴨‫׾‬NativeArray‫ג׃ה‬然⥂‫ׅת׃‬
NativeArray<Vector3> array = new NativeArray<Vector3>(size, Allocator.Persistent);
// 兛鸐‫ך‬ꂁ⴨‫חֲ״ך‬⢪欽〳腉‫ׅד‬

int や float 等のプリミティブなタイプか、

for( int i = 0; i < array.Length; ++i ){

Vector3等のstruct型のみが指定可能です。

array[ i ] = array[i] + Vector3.one;
}

class型は指定不可です

// 然⥂‫׾ًٌٔ׋׃‬鍑佝‫ׅת׃‬կ
array.Dispose();

NativeContainer ‫ך‬⢪欽⢽
// Vector3‫ך‬ꂁ⴨‫׾‬NativeArray‫ג׃ה‬然⥂‫ׅת׃‬
NativeArray<Vector3> array = new NativeArray<Vector3>(size, Allocator.Persistent);
// 兛鸐‫ך‬ꂁ⴨‫חֲ״ך‬⢪欽〳腉‫ׅד‬

メモリの生存期間に合わせて、以下の三つの中から選択可能です。

for( int i = 0; i < array.Length; ++i ){

Allocator.Temp ( そのフレームのみ有効 )

array[ i ] = array[i] + Vector3.one;
}

Allocator.TempForJob( そのJob中のみ有効)
Allocator.Persistent( 解放するまで有効 )

// 然⥂‫׾ًٌٔ׋׃‬鍑佝‫ׅת׃‬կ
array.Dispose();

下に行くほど、メモリ確保のコストが高くなります。

NativeContainer‫ך‬珏겲‫גְאח‬ • 2018.1.0b儗挿‫ך׮׷ְג׏Ⰵד‬ • NativeArray • NativeSlice ( NativeArrayַ‫♧׵‬鿇ⴖ‫׷《׶‬瘝‫ח‬⢪欽) • ➙䖓鷄⸇✮㹀 • NativeList • NativeHashMap • NativeMultiHashMap • NativeQueue ※ NativeContainer 自体は、unsafeなC#で書かれているため、 コンテナを新規に定義することも可能

NativeContainer‫ד‬鍑佝䘌‫׵׋׸‬ Memory Leak‫כדך׷ׅ‬

‫‪‬כדך׷ׅ‪MemoryLeak‬‬ ‫ׅת׃‪涪欰‬כؙ‪ծًٌٔٔ٦‬ה׷׸‪䘌‬ן‪ㄎ‬׾‪• Dispose‬‬ ‫ָؙ‪ծٔ٦‬גְג׏זחֲ״׷ׅ‪湊鋔‬׾ؙ‪ٔ٦‬כד‪ծEditor橆㞮‬׃׌׋ •‬ ‫ׅת⳿ָآ‪٦‬إحً‪ؒٓ٦‬ה׷ׅ‪涪欰‬‬ ‫׿ׇתְ‪遤‬כ‪湊鋔‬ؙ‪ծٔ٦‬׭׋ך‪鿪さ‬ך‪瘝‬أ‪ٝ‬و‪ؓ٦‬ؿػכד♳‪• 㹋堣‬‬

C# JobSystem‫ד‬箢ㄤׁ‫㉏׷׸‬겗 • 僇爙涸‫ח‬Thread‫׾‬甧‫הְזג‬ծC#‫ָגⰋרקךزفؙٔأ‬MainThread♳ ‫ד‬㹋遤ׁ‫׷׸‬ • Unityָ甧‫׋ג‬WorkerThreadⰻ‫ؒכ‬ٝ‫آ‬ٝⰻ鿇‫Ⳣך‬椚㼔欽‫גְג׏זה‬ծ C#‫Ⳣךزفؙٔأ‬椚‫׾‬㹋遤‫⳿ָהֿ׷ׅ‬勻‫׋׃ד׿ׇת‬

植㖈‫ך‬Thread崞欽朐屣 (1) C#スクリプトの処理は基本的に MainThread上で実行されます

植㖈‫ך‬Thread崞欽朐屣(2) UnityではMainThreadだけが働いていて、 Worker ThreadはIdle状態になってしまい 何も仕事をしていない状態がよくあります

C# JobSystem‫גְאח‬ ։⡭‫׷ְג׏‬WorkerThread‫׾‬⢪ְⴖ‫ך׭׋׷‬堣腉։

C# JobSystem‫גְאח‬ • ؒٝ‫آ‬ٝⰻ鿇Ⳣ椚㼔欽‫ך‬WorkerThread‫׾‬C#⩎‫Ⱅ׮ח‬Ꟛ‫׃‬ծC#‫زفؙٔأ‬ Ⳣ椚‫׾‬WorkerThread‫ⴓ׮ח‬䬐ׁ‫ָהֿ׷ׇ‬〳腉‫ׅת׃ח‬ • C#‫כד⩎زفؙٔأ‬㹋遤ׁ‫ⰻְ׋ׇ‬㺁‫׾‬Job‫ג׃ה‬涫ꐮ‫׃‬ծ WorkerThread‫Ⳣ׮ח‬椚‫ⴓ׾‬䬐ׁ‫ָהֿ׷ׇ‬〳腉‫ׅד‬ • ‫׃׌׋‬MainThread ⟃㢩ַ‫׵‬㹋遤ׁ‫דך׷זח✲׷׸‬ծ‫ךו׿הק‬ UnityAPI‫׾‬ㄎ‫⳿ָ✲ׅ⳿ן‬勻‫׷זֻז‬

C# JobSystem‫ⵃך‬欽䖓‫גְאח‬ Idle状態で遊んでいたWorker ThreadにもC#スクリプト処理を 分担させることで全体の負荷を下げる事につながります

C# JobSystem‫ד‬ぢֻ✲ծぢַ‫✲ְז‬ • 1‫ٖؿ‬٦‫חⰻ⟃ي‬ ‫׷ת‬稢ְַ⡲噟‫׾‬䫎‫⵸׾ך׷־‬䲿‫ח‬⡲‫ׅתְג׸׵‬ • ぢֻ✲ • 醱侧‫زؙؑآـؔך‬刿倜Ⳣ椚‫⚛׾‬遤‫Ⳣג׃‬椚‫׷ׅ‬ • ぢַ‫✲ְז‬ • ‫؟‬٦‫غ‬٦‫ךה‬鸐⥋Ⳣ椚‫׾‬ꬊず劍‫Ⳣד‬椚‫׷ׅ‬ → 䖞勻鸐‫ ׶‬C#⩎‫ד‬Thread甧‫׷ג‬瘝‫ך‬䩛岀ָ葺ְ‫ׅד‬կ

C# JobSystem‫ⵖךד‬秈 • C# Heap‫ךפ‬،‫⳿ָأإؙ‬勻‫ְז‬ • NativeContainer‫כֻ׃׮‬ծ‫ָؤ؎؟‬㔿㹀ׁ‫׷׸‬struct‫ַ׃‬،‫⳿ָأإؙ‬ 勻‫׿ׇת‬ • 婁‫ךו‬Unity API‫ךפ‬،‫⳿ָأإؙ‬勻‫ְז‬ • Mathٓ؎‫װٔٓـ‬ծJobSystem‫ח׭׋ך‬欽䠐ׁ‫׋׸‬API‫ⵃַ׃‬欽ָ⳿勻 ‫׿ׇת‬

Job‫ך‬⡲䧭‫גְאח‬ • 㣐ֹֻ3鸐‫ ך׶‬Job‫׾‬Unity‫כד‬欽䠐‫ׅתְג׃‬ • ⡦ַ㣐ֹ‫Ⳣז‬椚‫ ך׭׋׷ׅ׾‬IJob • ꂁ⴨‫ך‬ぐ銲稆⽃⡘‫⚛ד‬遤‫Ⳣג׃‬椚‫׾‬遤ֲ‫ ך׭׋‬IJobParalellFor • 醱侧‫ך‬Transform‫ח‬㼎‫⚛ג׃‬遤‫Ⳣג׃‬椚‫׾‬遤ֲ‫ך׭׋‬ IJobParallelForTransform

⡦ַ㣐ֹ‫Ⳣז‬椚‫ ך׭׋׷ׅ׾‬IJob(1) // Jobの定義部分 struct MyJob : IJob{ // Jobに渡したいパラメーター public int param; // 実際に実行する処理 public void Execute( ){ int sum = 0; for( int i = 0 ; i < param ; ++ i){ sum += i ; } Debug.Log( “sum “ + sum ); } } // MonoBehaviourのUpdate内等で実際にJobを発行するところ // Jobを作成します var job = new MyJob(){ param = 100 }; // Jobを発行してます JobHandle handle = job.Schedule(); // 発行したJobが完了するのを待ちます handle.Complete();

⡦ַ㣐ֹ‫Ⳣז‬椚‫ ך׭׋׷ׅ׾‬IJob(1) // Jobの定義部分 Jobを定義するには、structを作成します。 struct MyJob : IJob{ // Jobに渡したいパラメーター Job実行に必要なデータをメンバーに持たせます。 public int param; // 実際に実行する処理 メンバーは int/float等のプリミティブな型もしくはstruct/ public void Execute( ){ int sum = 0; NativeArrayしか持てません。UnityEngine.Objectのような参照型のメ for( int i = 0 ; i < param ; ++ i){ sum += i ; } Debug.Log( “sum “ + sum ); ンバーは持つことが出来ません } } 実行そのものは Executeメソッドに記述します // MonoBehaviourのUpdate内等で実際にJobを発行するところ // Jobを作成します var job = new MyJob(){ param = 100 }; // Jobを発行してます JobHandle handle = job.Schedule(); // 発行したJobが完了するのを待ちます handle.Complete();

⡦ַ㣐ֹ‫Ⳣז‬椚‫ ך׭׋׷ׅ׾‬IJob(2) // Jobの定義部分 struct MyJob : IJob{ // Jobに渡したいパラメーター public int param; // 実際に実行する処理 public void Execute( ){ int sum = 0; for( int i = 0 ; i < param ; ++ i){ sum += i ; } Debug.Log( “sum “ + sum ); } } // MonoBehaviourのUpdate内等で実際にJobを発行するところ // Jobを作成します var job = new MyJob(){ structをnewして、Schedule()メソッドを呼び出すこと param = 100 で、Jobの発行が出来ます。 }; // Jobを発行してます Scheduleからの返り値のJobHandleオブジェクトで発 JobHandle handle = job.Schedule(); // 発行したJobが完了するのを待ちます 行したJobを待たせることが出来ます handle.Complete();

ꂁ⴨‫ך‬ぐ銲稆⽃⡘‫⚛ד‬遤‫Ⳣג׃‬椚‫׾‬遤ֲ‫ך׭׋‬ IJobParalellFor NativeArray< Vector3 > position [0] [1] [2] [3] [4] ... ( 0, 0, 10 ) ( 0, 0, 20 ) ( 0, 0, 30 ) ( 0, 0, 40 ) ( 0, 0, 50 ) ... これに対して、( 0,0,1 )を足していく ( 0, 0, 11) ( 0, 0, 21 ) ( 0, 0, 31 ) ( 0, 0, 41 ) IJobParallelForを使えば、この 「(0,0,1) を足す作業」を 平行して処理させることが出来ます。 ( 0, 0, 51 )

ⴓ侔䖓‫Ⳣך‬椚؎ً٦‫آ‬ 分散前 MainThread position [ 0～30 ]の更新処理 分散後 MainThread Jobの発行及び完了待ち position [ 0～10 ]の更新処理 Worker position [ 11～20 ]の更新処理 Worker position [ 21～30 ]の更新処理

ꂁ⴨‫ך‬ぐ銲稆⽃⡘‫⚛ד‬遤‫Ⳣג׃‬椚‫׾‬遤ֲ‫ך׭׋‬
IJobParalellFor
// Jobの定義部分
struct MyPositionUpdate : IJobParallelFor{
// 更新対象をNativeArrayの形で保持します
public NativeArray<Vector3> positions;
public float deltaTime;
// 実行部分 indexは、更新対象をする配列のindex値が入ります。
public void Execute( int index ){
positions[ index ] = positions[ index ] + Vector3.front * deltaTime;
}
}

// MonoBehaviourのUpdate内等で実際にJobを発行するところ
// Jobを作成します
var job = new MyPositionUpdate(){
positions = bulletPositions, // <- NativeArray<Vector3> bulletPositions;が定義されているつもり
deltaTime = Time.deltaTime ,//<- Main以外からはTime.deltaTimeが呼べないので…
};
// Jobを発行してます。対象の配列要素数・バッチ数を指定(0で良い感じに設定してくれる)
JobHandle handle = job.Schedule( positions.Length ,0 );
// 発行したJobが完了するのを待ちます
handle.Complete();

ꂁ⴨‫ך‬ぐ銲稆⽃⡘‫⚛ד‬遤‫Ⳣג׃‬椚‫׾‬遤ֲ‫ך׭׋‬
IJobParalellFor
// Jobの定義部分
struct MyPositionUpdate : IJobParallelFor{
// 更新対象をNativeArrayの形で保持します
public NativeArray<Vector3> positions;
public float deltaTime;
// 実行部分 indexは、更新対象をする配列のindex値が入ります。
public void Execute( int index ){
更新の対象は、Nativeコンテナである必要があります。
positions[
index ] = positions[ index ] + Vector3.up * deltaTime;
}
}

// MonoBehaviourのUpdate内等で実際にJobを発行するところ
// Jobを作成します
var job = new MyPositionUpdate(){
positions = bulletPositions, // <- NativeArray<Vector3> bulletPositions;が定義されているつもり
deltaTime = Time.deltaTime ,//<- Main以外からはTime.deltaTimeが呼べないので…
};
// Jobを発行してます。対象の配列要素数・バッチ数を指定(0で良い感じに設定してくれる)
JobHandle handle = job.Schedule( positions.Length ,0 );
// 発行したJobが完了するのを待ちます
handle.Complete();

ꂁ⴨‫ך‬ぐ銲稆⽃⡘‫⚛ד‬遤‫Ⳣג׃‬椚‫׾‬遤ֲ‫ך׭׋‬
IJobParalellFor
// Jobの定義部分
struct MyPositionUpdate : IJobParallelFor{
// 更新対象をNativeArrayの形で保持します
public NativeArray<Vector3> positions;
public float deltaTime;
// 実行部分 indexは、更新対象をする配列のindex値が入ります。
public void Execute( int index ){
positions[ index ] = positions[ index ] + Vector3.up * deltaTime;
}
}

予期せぬエラーを防ぐため、引数で渡された「index」以外に
// MonoBehaviourのUpdate内等で実際にJobを発行するところ
//書き込もうとすると、Editor上ではエラーメッセージが出るよ
Jobを作成します
var
job = new MyPositionUpdate(){
うになっています。
positions = bulletPositions, // <- NativeArray<Vector3> bulletPositions;が定義されているつもり
deltaTime = Time.deltaTime ,//<- Main以外からはTime.deltaTimeが呼べないので…
};
// Jobを発行してます。対象の配列要素数・バッチ数を指定(0で良い感じに設定してくれる)
JobHandle handle = job.Schedule( positions.Length ,0 );
// 発行したJobが完了するのを待ちます
handle.Complete();

複数のTransformに対して並行して処理を行うための IJobParallelForTransform IJobParallelForTransformを利用することで、このCubeの移 動や回転をWorkerThreadでもできるようになります。 (通常だと transformへの書き込みはMainThread以外からでは できませんが、 IJobParallelForTransformの TransformAccess経由ならば可能です)

複数のTransformに対して並行して処理を行うための
IJobParallelForTransform
// Jobの定義部分
struct MyTransformUpdateJob : IJobParallelForTransform{
// Jobに渡したいパラメーター
public int objNum;
public float time;
// 実際に実行する処理 indexには配列の何個目であるか、transform に対して値をセットします
public void Execute(int index, TransformAccess transform){
transform.position = new Vector3( index – objNum / 2 , time , 0.0f);
}
}

// MonoBehaviourのUpdate内等で実際にJobを発行するところ
Transform[] transformArray = "xxx";
// 並行して処理をしたいTransformのリストを定義します
var transformAccessArray = new TransformAccessArray(transformArray);
// Jobを作成します
var myTransformUpdateJob = new MyTransformUpdateJob(){
time = Time.deltaTime , objNum = transformArray.Length
};
// Jobを発行して、直後で完了待ち
JobHandle handle = myTransformUpdateJob.Schedule( transformAccessArray );
handle.Complete();

複数のTransformに対して並行して処理を行うための
IJobParallelForTransform
// Jobの定義部分
struct MyTransformUpdateJob : IJobParallelForTransform{
// Jobに渡したいパラメーター
public int objNum;
public float time;
// 実際に実行する処理 indexには配列の何個目であるか、transform に対して値をセットします
public void Execute(int index, TransformAccess transform){
transform.position = new Vector3( index – objNum / 2 , time , 0.0f);
}
引数で渡ってくるTransformAccess経由でpositionやrotationを
}

設定します。

// MonoBehaviourのUpdate内等で実際にJobを発行するところ
Transform[] transformArray = "xxx";
// 並行して処理をしたいTransformのリストを定義します
var transformAccessArray = new TransformAccessArray(transformArray);
// Jobを作成します
var myTransformUpdateJob = new MyTransformUpdateJob(){
time = Time.deltaTime , objNum = transformArray.Length
};
// Jobを発行して、直後で完了待ち
JobHandle handle = myTransformUpdateJob.Schedule( transformAccessArray );
handle.Complete();

Job‫ⵃ׾يذأء‬欽‫׋׃‬㼔欽API • 植㖈JobSystem‫ⵃ׾‬欽‫׋׃‬API ‫♴כ‬鎸 • 醱侧‫ך‬Raycast‫׾‬Job‫ⵃ׾‬欽‫⚛ג׃‬遤‫ג׃‬㹋遤‫׷ׅ‬RayCastCommand • NaviMesh‫ٕך‬٦‫ز‬嗚稊‫׾‬Job‫⚛ג׃ח‬遤‫ג׃‬㹋遤‫׷ׅ‬NavMeshQuery

C JobSystem‫׾‬剣⸬崞欽‫ה׷ׅ‬ծ ‫ٔذحغ‬٦嶊顤‫׮‬䫇ִ‫ׅת׸׵‬

㹋꿀‫׋׫ג׃‬穠卓 https://github.com/wotakuro/UnityJobSystemTest こちらで計測。GPU・通信の影響を抑えるため、機内モード/画面輝度最低固定、ゲームのFPSを10固定 にし、CPUでのバッテリー消費が顕著に出る環境にして実験。 Android / iOS共に、JobSystemにして処理時間が減った結果結果、CPUの休む時間が増えたり、MainThreadへの負荷が減るので CPUの実行周波数を下げることが出来た等で、バッテリー消費が下がったと思われる。

• https://github.com/wotakuro/UnityJobSystemTest

C# JobSystem ‫ⵖך‬䖴‫גְאח‬

C# JobSystem‫ⵖך‬䖴‫גְאח‬ QJob‫ח‬Priority(⮚⯓䏝)‫⳿כֽב‬勻‫ַׅת‬ APriority‫ָ׿ׇת׶֮כ‬ծJob꟦‫ךד‬⣛㶷ꟼ⤘‫כ‬鏣㹀‫ׅתֹד‬ Job B‫כ‬ծJob A‫ח‬⣛㶷‫ה׷ׅ‬鏣㹀‫׋׃‬㜥さծJob Bָ㸣✪‫דת׷ׅ‬Job A‫כ‬ 㹋遤ׁ‫׿ׇת׸‬

WorkerThread‫ך‬侧‫גְאח‬

WorkerThread‫ך‬侧‫גְאח‬ WorkerThreadの数はプラットフォーム・マシンの ハードウェアによって変わってきます。 多くのプラットフォームでは、コア数 – 1 だけ WorkerThreadに割り当てされます

Job㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬

Job㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬ Job.Schedule時に、InvalidOperationException等が出てしまうことがあります。 これはJobの実行タイミングで結果が異なりうる時にエラーとなってしまう可 能性があるのをUnityEditorが察知してエラーを出しています。 異なる二つのJobが同じ参照先のデータを有していた場合等に発生します。

Job㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬ Worker Worker Job A positions Job B positions NativeArray< Vector3 > positions [0] [1] [2] [3] [4] ... ( 0, 0, 10 ) ( 0, 0, 20 ) ( 0, 0, 30 ) ( 0, 0, 40 ) ( 0, 0, 50 ) ...

Job㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬ Worker Job A positions 同時に走っているJobが同じ参照先( NativeContainer )を指 していた場合に複数のJobから同一のリソース書き込みを Worker Job B される可能性を考慮してEditor実行時にはエラーを出すよ positions うにしています。 NativeArray< Vector3 > positions [0] [1] [2] [3] [4] ... ( 0, 0, 10 ) ( 0, 0, 20 ) ( 0, 0, 30 ) ( 0, 0, 40 ) ( 0, 0, 50 ) ...

Job㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬
Worker

Job A

positions

書き込みを行わないのであれば、Jobの変数宣言に[ReadOnly] 属性をつけて、
このpositionsへの書き込みは行わない事を明示的に教えます。

Worker

struct MyJob : IJob{

Job B

positions

[ReadOnly]
public NativeArray<Vector3> positions;
}
また[ReadOnly]の反対で、[WriteOnly]属性もあります。

NativeArray< Vector3 > positions
[0]

[1]

[2]

[3]

[4]

...

( 0, 0, 10 )

( 0, 0, 20 )

( 0, 0, 30 )

( 0, 0, 40 )

( 0, 0, 50 )

...

IJobParallelFor 㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬ Job.Schedule実行中に IndexOutOfRangeExceptionが出てきました。 しかし配列外のアクセスには心当たりがありません…。 とりあえず、ソースコードを見てみましょう…

IJobParallelFor 㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬
// Jobの定義部分
struct MyPositionUpdate : IJobParallelFor{
// 更新対象をNativeArrayの形で保持します
public NativeArray<Vector3> positions;
// 敵のタイプ別の速度
public NativeArray<Vector3> velocityByEnemyType;
// 敵のタイプ指定
public NativeArray<int> enemyType;
// deltaTIme
public float deltaTime;
// 実行部分 indexは、更新対象をする配列のindex値が入ります。
public void Execute( int index ){
int enemyType = enemyType[index];
Vector3 velocity = velocityByEnemyType[ enemyType ];
positions[ index ] = positions[ index ] + Vector3.front * deltaTime;
}
}

IJobParallelFor 㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬
// Jobの定義部分
ここで実行時にエラーが出ます。
struct MyPositionUpdate : IJobParallelFor{
これは velocityByEnemyType[ enemyType ]と、引数「index」以外にアクセスし
// 更新対象をNativeArrayの形で保持します
public NativeArray<Vector3> positions;
ているためです。
// 敵のタイプ別の速度
public NativeArray<Vector3> velocityByEnemyType;
アクセスがReadなのかWriteなのかまでは判別は判別できませんが、指定され
// 敵のタイプ指定
たindex以外にアクセスが起きている事だけは UnityEditor側で検知が出来ます。
public NativeArray<int> enemyType;
// deltaTIme
なので、実行時にエラーを出します
public float deltaTime;
// 実行部分 indexは、更新対象をする配列のindex値が入ります。
public void Execute( int index ){
int enemyType = enemyType[index];
Vector3 velocity = velocityByEnemyType[ enemyType ];
positions[ index ] = positions[ index ] + Vector3.front * deltaTime;
}
}

IJobParallelFor 㹋遤儗‫ٓؒך‬٦‫גְאח‬
// Jobの定義部分
struct MyPositionUpdate : IJobParallelFor{
// 更新対象をNativeArrayの形で保持します
public NativeArray<Vector3> positions;
// 敵のタイプ別の速度
[ReadOnly]
public NativeArray<Vector3> velocityByEnemyType;
// 敵のタイプ指定
public NativeArray<int> enemyType;
velocityByEnemyTypeに対して [ReadOnly]属性をつけてあげる事で、
// deltaTIme
public float deltaTime;
velocityByEnemyTypeへの書き込みを行わないことを明示する事で実行時エラーが
// 実行部分 indexは、更新対象をする配列のindex値が入ります。
回避できます。
public void Execute( int index ){
int enemyType = enemyType[index];
Vector3 velocity = velocityByEnemyType[ enemyType ];
positions[ index ] = positions[ index ] + Vector3.front * deltaTime;
}
}

C# JobSystem‫ؙحصؙذךד‬

如Update‫⯓ך‬걧‫ד‬㸣✪䖉‫׶״דהֿ׷ׅ׾׍‬넝鸞⻉‫ׅת׃‬ class JobTest : MonoBehaviour{ private JobHandle handle; public Transform[] transformArray; void Update(){ //前のフレームで発行したJobが完了するのを待ちます jobHandle.Complete(); // 並行して処理をしたいTransformのリストを定義します var transformAccessArray = new TransformAccessArray(transformArray); // Jobを作成します var myTransformUpdateJob = new MyTransformUpdateJob(){ time = Time.deltaTime , objNum = transformArray.Length }; // Jobを発行してます。この時点では、Todo用のQueueに積まれるだけです JobHandle handle = myTransformUpdateJob.Schedule( transformAccessArray ); // [重要] 実際に積まれたJobの実行を促します JobHandle.ScheduleBatchedJobs(); } }

如Update‫⯓ך‬걧‫ד‬㸣✪䖉‫׶״דהֿ׷ׅ׾׍‬넝鸞⻉‫ׅת׃‬ MainThread Jobの発行及び完了待ち エンジン側での描画等の更新処理 EngineのJob Job更新処理 Worker Jobの更新処理 EngineのJob Worker Jobの更新処理 EngineのJob エンジンの処理の隙間にユーザーの処理を埋める 事で全体での処理時間を縮める事が可能です MainThread 完了 Job 待ち 発行 エンジン側での描画等の更新処理 EngineのJob EngineのJob Worker Jobの更新処理 EngineのJob Worker Jobの更新処理 Jobの更新処理

闌纏䕎䒭‫דת؝؝כ‬ ֮‫כה‬㹋騧箟

劤傈‫ך‬怴统‫גְאח‬ Work1.IJob Work3.IJobParallelForTransform Work2.IJobParallelFor Work4.RayCastCommand