01-C＃Job System概述
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Unity C＃ Job System允许用户编写与Unity其余部分良好交互的多线程代码，并使编写正确的代码变得更加容易。
编写多线程代码可以提供高性能的好处。其中包括显着提高帧速率和延长移动设备的电池寿命。
C＃ Job System的一个重要方面是它与Unity内部使用的集成（Unity的native jobsystem）。用户编写的代码和Unity共享工作线程。这种合作避免了导致争用CPU资源的问题，并且可以创建比CPU核心更多的线程。
02-什么是多线程
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在单线程计算机系统中，一次只能进入一条指令，并且只能得出一个结果。加载和完成程序的时间取决于CPU需要完成的工作量。
多线程是一种编程，它利用CPU在多个内核上同时处理多个线程的能力，它不是一个接一个地执行任务或指令，而是同时运行的。
默认情况下，一个线程在程序的开头运行。这是“主线程”。主线程创建新线程来处理任务。这些新线程彼此并行运行，并且通常在完成后将其结果与主线程同步。
如果您有一些运行很长时间的任务，这种多线程方法很有效。但是，游戏开发代码通常包含许多一次执行的小指令。如果为每个小指令创建一个线程，最终可能会有许多线程，每个线程的生命周期都很短。这可以推动CPU和操作系统处理能力的极限。
通过拥有一个线程池可以缓解线程生存期的问题。但是，即使您使用线程池，也可能同时激活大量线程。线程数多于CPU核心导致线程相互争用CPU资源，导致频繁的上下文切换。上下文切换是通过执行保存线程状态的过程，然后处理另一个线程，然后重新构建第一个线程，以便继续处理它。上下文切换是资源密集型的，因此您应尽可能避免使用它。
03-什么是Job System
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Job System通过创建Job而不是线程来管理多线程代码。
Job System跨多个核心管理一组工作线程。它通常每个逻辑CPU核心有一个工作线程，以避免上下文切换（尽管它可能为操作系统或其他专用应用程序保留一些核心）。
Job System将Job放入作业队列中用来执行。Job System中的工作线程从作业队列中获取Job并执行它们。作业系统管理依赖关系并确保作业以适当的顺序执行。
3.1 什么是Job？
Job是完成一项特定任务的一小部分工作。Job接收参数并对数据进行操作，类似于方法调用的行为方式。Job可以是独立的，也可以是依赖的（需要等其他作业完成后，然后才能运行。）
3.2 什么是Job依赖？
在复杂的系统中，如游戏开发所需的系统，每个工作都不可能是独立的。一项工作通常是为下一份工作准备数据。作业了解并支持依赖关系以使其发挥作用。如果jobA对jobB依赖，则Job System确保在完成jobA之前不会开始执行jobB。
04-C＃Job System中的安全系统
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4.1 竞争条件
编写多线程代码时，总是存在竞争条件的风险。当一个操作的输出取决于其控制之外的另一个过程的时间的时候，就会发生竞争条件。
竞争条件并不总是一个Bug，但它是不确定行为的来源。当竞争条件确实导致Bug时，可能很难找到问题的根源，因为它取决于时间，因此您只能在极少数情况下重新复现问题。调试它可能会导致问题消失，因为断点和日志记录（Logging）可以改变单个线程的时间。竞争条件是编写多线程代码时最重大的挑战。
4.2 安全系统
为了更容易编写多线程代码，Unity C＃作业系统可以检测所有潜在的竞争条件，并保护您免受可能导致的Bug的影响。
例如：如果C＃Job System将主线程中代码中的数据引用发送到Job中，则无法验证主线程是否在作业写入数据的同时读取数据。这种情况就会创建竞争条件。
C＃Job System复制数据的方式意味着作业只能访问blittable数据类型。在托管代码和本机代码之间传递时，这些类型不需要转换。
C＃Job System可以使用memcpy复制blittable类型，并在Unity的托管和本机部分之间传输数据。它在调度Job时用memcpy将数据放入本机内存，并在执行作业时为托管端提供对该拷贝副本的访问权限。有关更多信息，请参阅计划作业。
05-NativeContainer
安全系统复制数据的过程的缺点是它还隔离了每个副本中Job的结果。要克服此限制，您需要将Job的结果存储在一种名为NativeContainer的共享内存中。
5.1 什么是NativeContainer？
NativeContainer是托管值类型，为本机内存提供相对安全的C＃包装器。它包含指向非托管分配的指针。与Unity C＃作业系统一起使用时，一个 NativeContainer允许Job访问与主线程共享的数据，而不是使用拷贝副本数据。
5.2 有哪些类型的NativeContainer？
Unity附带一个NativeContainer名为NativeArray的程序。您还可以使用NativeSlice操作一个NativeArray来获取NativeArray从指定位置到指定长度的子集。
注意：实体组件系统（ECS）包扩展了Unity.Collections命名空间以包括其他类型的NativeContainer：
NativeList- 可调整大小的NativeArray。
NativeHashMap - 键值对。
NativeMultiHashMap - 每个键有多个值。
NativeQueue- 先进先出（FIFO）队列。
5.3 NativeContainer和安全系统
安全系统内置于所有NativeContainer类型。它跟踪NativeContainer中正在阅读和写入的内容。
注意：所有NativeContainer类型的安全检查（例如越界检查，重新分配检查和竞争条件检查）仅在Unity Editor和Play模式下可用。
该安全系统的一部分是DisposeSentinel和AtomicSafetyHandle。该DisposeSentinel检测内存泄漏，如果你没有正确地释放你的内存，就会报错。内存泄漏发生后很久就会发生内存泄漏错误。
使用AtomicSafetyHandle转移NativeContainer代码的所有权。例如，如果两个调度Job写入相同NativeArray，则安全系统会抛出一个异常，并显示一条明确的错误消息，说明解决问题的原因和方法。当你调度违规Job时，安全系统会抛出此异常。
在这种情况下，您可以调度具有依赖关系的Job。第一个Job可以写入NativeContainer，一旦完成执行，下一个Job就可以安全地读取和写入上一个Job相同的NativeContainer。从主线程访问数据时，读写限制也适用。安全系统允许多个Job并行读取相同的数据。
默认情况下，当Job有权访问一个NativeContainer时，它具有读写访问权限。此配置可能会降低性能。C＃Job System不允许您在一个job正在写入NativeContainer时同时调度另外一个对NativeContainer 有写入权限的Job。
如果作业不需要写入一个 NativeContainer，请使用[ReadOnly]属性标记NativeContainer，如下所示：
在上面的示例中，您可以与其他对第一个也具有只读访问权限的作业同时执行作业NativeArray。
注意：无法防止从作业中访问静态数据。访问静态数据会绕过所有安全系统，并可能导致Unity崩溃。有关更多信息，请参阅C＃作业系统提示和故障排除。
5.4 NativeContainer分配器
当创建 NativeContainer时，必须指定所需的内存分配类型。分配类型取决于Job运行的时间长度。通过这种方式，您可以定制分配以在每种情况下获得最佳性能。
NativeContainer内存分配和释放有三种分配器类型。在实例化你的NativeContainer时候需要指定合适的一个类型。
1Allocator.Temp 分配的时候最快。它适用于寿命为一帧或更少的分配。您不应该使用Temp将NativeContainer分配传递给Jobs。您还需要在从方法（例如MonoBehaviour.Update，或从本机代码到托管代码的任何其他回调）调用返回之前调用该方法Dispose()。
2Allocator.TempJob 是一个比Temp慢的分配，但速度比Persistent快。它适用于四帧生命周期内的分配，并且是线程安全的。如果在四个帧内没有调用Dispose，则控制台会打印一个从本机代码生成的警告。大多数小型Jobs都使用这个NativeContainer分配类型。
3Allocator.Persistent 是最慢的分配，只要你需要它，就一直存在。并且如果有必要的话，可以持续整个应用程序的生命周期。它是直接调用malloc的包装器。较长的Jobs可以使用此NativeContainer分配类型。你不应该使用Persistent在性能至关重要的地方使用。
例如：
注意：上例中的数字1表示NativeArray的大小。在这种情况下，它只有一个数组元素（因为它只存储一个数据result）。
06-创建Jobs
要在Unity中创建作业，您需要实现IJob接口。IJob允许您调度可以与其他正在运行的Job并行运行的单个Job。
注意：“Job”是Unity中用于实现IJob接口的任何结构的集合术语。
要创建Jobs，您需要：
●创建一个继承自IJob的结构体。
●添加Jobs使用的成员变量（blittable类型或NativeContainer类型）。
●在结构体中实现一个继承自IJob接口的Execute的方法。
当执行job时，这个Execute方法在单个核心上运行一次。
注意：在设计job时，请记住它们在数据副本上运行，除非是NativeContainer。因此，从主线程中的Job访问数据的唯一方法是写入NativeContainer。
示例
// Job adding two floating point values together
publicstructMyJob : IJob
{
publicfloata;
publicfloatb;
publicNativeArray<float>result;
publicvoidExecute()
{
result[0] =a+b;
}
}
07-调度Jobs
要在主线程中调度Job，您必须：
●实例化Job。
●填充Job的数据。
●调用Schedule方法。
调用Schedule将Job放入Job队列中以便在适当的时间执行。一旦调度，你就不能打断Job的运行。
注意：您只能在主线程调用Schedule。
调度Jobs的一个例子
//This example waits for the job to complete for illustration purposes
NativeArray<float>result=newNativeArray<float>(1, Allocator.TempJob);
// Set up the job data
MyJobjobData=newMyJob();
jobData.a=10;
jobData.b=10;
jobData.result=result;
// Schedule the job
JobHandlehandle=jobData.Schedule();
// Wait for the job to complete
handle.Complete();
// All copies of the NativeArray point to the same memory, you can access the result
// in "your" copy of the NativeArray
floataPlusB=result[0];
// Free the memory allocated by the result array
result.Dispose();
08-JobHandle和依赖关系
当您调用Job的Schedule方法时，它将返回JobHandle。您可以在代码中使用JobHandle 作为其他Job的依赖关系。如果Job取决于另一个Job的结果，您可以将第一个作业JobHandle作为参数传递给第二个作业的Schedule方法，如下所示：
JobHandlefirstJobHandle=firstJob.Schedule();
secondJob.Schedule(firstJobHandle);
8.1 结合依赖关系
如果Job有许多依赖项，则可以使用JobHandle.CombineDependencies方法合并它们。CombineDependencies允许您将它们传递给Schedule方法。
NativeArray<JobHandle>handles=newNativeArray<JobHandle>(numJobs, Allocator.TempJob);
// Populate `handles` with `JobHandles` from multiple scheduled jobs...
JobHandlejh=JobHandle.CombineDependencies(handles);
8.2 在主线程中等待Job
在主线程中使用JobHandle强迫让你的代码等待您的Job执行完毕。要做到这一点，调用JobHandle的方法 Complete。此时，您知道主线程可以安全地访问正在使用job 的NativeContainer。
注意：在调度Job时，Job不会开始执行。如果您正在等待主线程中的Job，并且您需要访问正在使用Job的NativeContainer数据，则可以调用该方法JobHandle.Complete。此方法从内存高速缓存中刷新Job并启动执行过程。调用JobHandle的Complete方法将返回NativeContainer的所有权到主线程。您需要再次调用 JobHandle 的Complete方法以便于再次从主线程安全地访问这些NativeContainer类型。也可以通过从Job的依赖中的JobHandle的Complete方法调用返回主线程上的所有权。例如，你可以调用jobA的Complete方法，或者也可以调用依靠JobA的JobB上的Complete方法。两者都会在调用Complete后在主线程上安全访问时使用jobA的NativeContainer类型。
否则，如果您不需要访问数据，则需要明确刷新批处理。为此，请调用静态方法JobHandle.ScheduleBatchedJobs。请注意，调用此方法可能会对性能产生负面影响。
多个Jobs和dependencies的示例
publicstructMyJob : IJob
{
publicfloata;
publicfloatb;
publicNativeArray<float>result;
publicvoidExecute()
{
result[0] =a+b;
}
}
// Job adding one to a value
publicstructAddOneJob : IJob
{
publicNativeArray<float>result;
publicvoidExecute()
{
result[0] =result[0] +1;
}
}
主线程代码：
// Create a native array of a single float to store the result in.
//This example waits for the job to complete
NativeArray<float>result=newNativeArray<float>(1, Allocator.TempJob);
// Setup the data for job #1
MyJobjobData=newMyJob();
jobData.a=10;
jobData.b=10;
jobData.result=result;
// Schedule job #1
JobHandlefirstHandle=jobData.Schedule();
// Setup the data for job #2
AddOneJobincJobData=newAddOneJob();
incJobData.result=result;
// Schedule job #2
JobHandlesecondHandle=incJobData.Schedule(firstHandle);
// Wait for job #2 to complete
secondHandle.Complete();
// All copies of the NativeArray point to the same memory, you can access the result in "your" copy of the NativeArray
floataPlusB=result[0];
// Free the memory allocated by the result array
result.Dispose();
